Трубчатый теплообменник , также известный как кожухотрубный теплообменник или пучково-трубный теплообменник, представляет собой тип межстенового теплообменника, в котором в качестве поверхности теплопередачи используется поверхность стенки пучка труб, заключенного внутри кожуха. Это наиболее типичный межстенный теплообменник. Ниже приводится подробное описание его возможностей:
Структурный состав: В основном он состоит из корпуса, трубного пучка, трубных решеток и коллекторов. Корпус обычно имеет цилиндрическую форму и содержит параллельный пучок труб, причем оба конца пучка труб прикреплены к трубным решеткам. Для повышения коэффициента теплопередачи жидкости снаружи трубок внутри оболочки обычно устанавливают определенное количество поперечных перегородок. Распространенные типы перегородок включают сегментные и дискообразные конструкции.
Принцип работы: Две жидкости текут внутри и снаружи трубок соответственно. Путь потока внутри трубок называется стороной трубы, а путь потока вне трубок называется стороной оболочки. Поверхность стенки пучка труб служит поверхностью теплопередачи. Горячая жидкость передает тепло стенке трубы посредством конвекции, а затем тепло передается через стенку трубы к холодной жидкости на другой стороне, завершая процесс теплообмена.
Общие классификации
Теплообменник с фиксированной трубной решеткой: Трубные решетки на обоих концах приварены непосредственно к корпусу. Он отличается простой конструкцией, низкой стоимостью, простотой изготовления, а также удобной очисткой и обслуживанием стороны трубки. Однако очистка стенки корпуса затруднена, а после изготовления в трубном пучке возникают термические напряжения. При значительной разнице температур между трубами и кожухом на кожухе необходимо установить компенсатор.
Теплообменник с плавающей головкой: одна трубная решетка закреплена между корпусом и трубной коробкой, а другая трубная решетка может свободно перемещаться внутри корпуса. Такая конструкция допускает свободное тепловое расширение трубного пучка и кожуха, устраняя термические напряжения. Пучок трубок можно легко снять и снова установить, что облегчает очистку и техническое обслуживание. Однако конструкция относительно сложна, а требования к герметизации выше.
U-образный теплообменник: теплообменные трубки изогнуты в U-образную форму и прикреплены к одной и той же трубной решетке на обоих концах. Поскольку кожух и трубы разделены, пучок труб может свободно расширяться и сжиматься, не создавая термического напряжения. Конструкция относительно проста, пучок трубок можно легко снять и повторно установить для очистки. Однако замена поврежденных трубок затруднена, а зазоры в центре пучка трубок могут повлиять на эффективность теплопередачи.
Эксплуатационные характеристики: По сравнению с современными теплообменниками трубчатые теплообменники менее эффективны по эффективности теплопередачи, конструктивной компактности и расходу металломатериала. Однако их простая структура, низкая стоимость, способность выдерживать высокие температуры и давления, отработанные производственные процессы, высокая адаптируемость и широкий выбор материалов делают их доминирующими в инженерных приложениях.