مبدل حرارتی پوسته و لوله | گواهی ASME | فولاد ضد زنگ
مبدل حرارتی پوسته و لوله (STHE) چیست؟
مبدل حرارتی پوسته و لوله (STHE) به دلیل استحکام ، تطبیق پذیری و توانایی تحمل فشارها و دما ، به طور گسترده ترین نوع مبدل حرارتی در کاربردهای صنعتی است. این شامل یک پوسته (یک کشتی فشار بزرگ) با یک بسته لوله در داخل است. یک سیال از طریق لوله ها (سمت لوله) جریان می یابد و دیگری در خارج از لوله های درون پوسته (سمت پوسته) جریان می یابد. گرما بین دو مایعات از طریق دیواره های لوله منتقل می شود.
sthes با دو استاندارد کلیدی اداره می شود:
1.ASME دیگ بخار و کد مخزن فشار (BPVC) ، بخش VIII ، بخش 1: ایمنی کشتی را تضمین می کند.
2.TEMA (انجمن تولید کنندگان مبدل توبولار) استانداردها: طراحی مکانیکی ، تحمل ها و شیوه های ساختگی را تعریف می کند.
جزئیات فنی کلیدی طبق ASME و TEMA
استانداردهای طراحی شده
ASME BPVC بخش VIII ، Div. 1:
طراحی مرز فشار (پوسته ، لوله ها ، کانال ها).
محاسبات برای حداقل ضخامت ، تقویت نازل و آزمایش هیدرواستاتیک.
استانداردهای TEMA (کلاس های R ، C ، B):
-Class R: پالایشگاه شدید و برنامه های فرآیند (فشارهای بالا/درجه حرارت).
-Class C: خدمات عمومی/صنعتی عمومی.
-Class B: خدمات فرآیند شیمیایی (محیط های خورنده).
2. مؤلفه ها و پیکربندی ها
| جزء |
شرح |
| پوسته |
عروق استوانه ای (فولاد کربن ، فولاد ضد زنگ و غیره) در هر ASME VIII-1. |
| لوله |
لوله های مستقیم/U شکل (OD 5/8 "تا 2") ، مواد انتخاب شده برای خوردگی/مقاومت حرارتی. |
| برگه |
صفحه ضخیم حفر شده برای لوله ها ؛ در هر ASME VIII-1 طراحی شده است (راندمان رباط 50 ≥). |
| حواس |
حفره های سگمنتال ، مارپیچ یا میله ای برای هدایت جریان سمت پوسته (قوانین فاصله TEMA). |
| کانال/هدر |
پوشش های قابل جابجایی (انواع سر جلو/عقب TEMA: A ، B ، N و غیره). |
| نازل |
درگاه های ورودی/خروجی اندازه در هر ASME B31.3 یا API 660. |
مثال تعیین TEMA:
AES:
-A: سر جلو (پوشش پیچ خورده).
-e: پوسته یک پاس.
-S: سر عقب شناور (بسته نرم افزاری از طریق کشش).
3. طراحی حرارتی
وظیفه گرما (q): q = u اتومLMTD
-u: ضریب انتقال حرارت به طور کلی (w/m² · k).
-a: منطقه انتقال حرارت (لوله OD × طول × تعداد لوله ها).
-ΔTLMTD: میانگین اختلاف دما (اصلاح شده برای تنظیم جریان).
تنظیمات جریان:
-CounterFlow: بالاترین راندمان حرارتی.
جریان موازی: راندمان ساده تر اما پایین تر.
-CrossFlow: در کندانسورها رایج است.
روش اثربخشی-NTU:
-برای تنظیمات جریان پیچیده یا خصوصیات سیال متغیر استفاده می شود.
4. طراحی مکانیکی
ابعاد پوسته و لوله:
-SHELL ID: با طرح بسته نرم افزاری لوله (مثلثی ، مربع ، مربع چرخان) تعیین می شود.
-Tube Pitch: حداقل 1.25 × لوله OD (برای تمیز کردن).
طراحی بافل:
Baffles -Segmental (20-50 ٪ برش) با فاصله در هر TEMA (حداقل 1/5 شناسه پوسته یا 2 ").
-No-Tubes-in-Window (NTIW): مناطق مرده را از بین می برد.
افت فشار:
-Shell Side: از طریق فاصله/برش بافل بهینه شده است.
قسمت -tube: عملکرد سرعت سیال و طول لوله.
5. انتخاب مواد
| جزء |
مواد مشترک |
راهنمایی ASME/TEMA |
| پوسته |
فولاد کربن (SA-516) ، SS 316 ، Hastelloy |
کمک هزینه خوردگی (3 میلی متر معمولی). |
| لوله |
SS 304/316 ، تیتانیوم ، Cu-ni ، Inconel |
سازگار با مواد پوسته برای جلوگیری از خوردگی گالوانیک. |
| برگه |
مواد پوشیده (فولاد کربن + لایه SS) |
ASME VIII-1 برای الزامات پیوند پوشیده. |
| واشر |
زخم مارپیچ (SS + Graphite) ، PTFE |
کلاس TEMA R/C/B برای محدودیت دما/فشار. |
6. انطباق و آزمایش ASME
تست هیدرواستاتیک:
-1.5 × فشار طراحی (ASME VIII-1 UG-99).
هر دو طرف پوسته و لوله را به طور جداگانه آزمایش کنید.
تست پنوماتیک:
-1.1 × فشار طراحی (اگر آزمایش هیدرواستاتیک غیر عملی باشد).
الزامات NDT:
-RT (آزمایش رادیوگرافی) برای جوش.
-PT (نفوذ رنگ) یا MT (ذرات مغناطیسی) برای ترک های سطح.
7. برنامه های مشترک
نفت و گاز: پیش روکش ها ، کولرها ، کندانسورها.
نیروگاه ها: کندانسورهای بخار ، بخاری های آب تغذیه.
صنعت شیمیایی: خنک کننده راکتور ، تقطیر.
HVAC: چیلرز ، گرمایش منطقه.
مزایا و محدودیت ها
| مزایا |
محدودیت ها |
| قابلیت فشار بالا (سازگار ASME). |
مستعد رسوب (سمت پوسته). |
| تمیز کردن آسان (بسته های لوله قابل جابجایی). |
ردپای بزرگتر در مقابل مبدل های حرارتی صفحه. |
| قابل تنظیم (تنظیمات TEMA). |
هزینه بالاتر برای مواد عجیب و غریب (تیتانیوم). |
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!
