Penukar Haba Shell dan Tiub: Reka Bentuk, Aplikasi dan Panduan Penyelenggaraan

1. Pengenalan kepada Penukar Haba Shell dan Tiub

Penukar haba cangkerang dan tiub digunakan secara meluas dalam proses perindustrian untuk memindahkan haba dengan cekap antara dua cecair. Satu bendalir mengalir melalui tiub manakala satu lagi mengelilingi tiub di dalam cangkerang, membolehkan pertukaran haba yang berkesan. Pembinaan teguh mereka menjadikannya sesuai untuk aplikasi tekanan tinggi dan suhu tinggi.

2. Prinsip Rekaan

2.1 Struktur Asas

Penukar haba cengkerang dan tiub biasa terdiri daripada sekumpulan tiub yang disertakan dalam cangkerang silinder. Kepingan tiub mengikat tiub di kedua-dua hujungnya, manakala penyekat membimbing cecair sisi shell untuk meningkatkan pemindahan haba dan mengurangkan zon mati.

2.2 Pemilihan Bahan

Pemilihan bahan bergantung pada jenis bendalir, suhu dan tekanan. Bahan biasa termasuk keluli tahan karat, keluli karbon, tembaga, dan titanium. Rintangan kakisan, kekonduksian terma, dan kekuatan mekanikal adalah pertimbangan kritikal.

2.3 Mekanisme Pemindahan Haba

Haba dipindahkan melalui pengaliran merentasi dinding tiub dan perolakan antara cecair. Keberkesanan bergantung pada diameter tiub, panjang, susunan, dan kadar aliran kedua-dua cecair.

3. Jenis-jenis Penukar Haba Shell dan Tiub

3.1 Lembaran Tiub Tetap

Dalam penukar kepingan tiub tetap, tiub dilekatkan tegar pada kepingan tiub. Ia mudah dan kos efektif tetapi tidak sesuai untuk pembersihan yang kerap atau pengendalian pengembangan haba yang tinggi.

3.2 U-Tube

Penukar tiub-U membenarkan pengembangan haba tanpa menekankan tiub. Satu hujung berkas tiub adalah percuma, menjadikannya sesuai untuk aplikasi suhu tinggi.

3.3 Kepala Terapung

Penukar kepala terapung mempunyai satu hujung cangkang terbuka, membolehkan berkas tiub bergerak dengan bebas. Reka bentuk ini memudahkan pembersihan dan pemeriksaan sambil menampung pengembangan haba.

4. Aplikasi dalam Industri

Penukar haba cangkerang dan tiub digunakan dalam pelbagai industri, termasuk pemprosesan kimia, penjanaan kuasa, kilang penapisan minyak, HVAC dan sistem marin. Mereka mengendalikan cecair tekanan tinggi dan suhu tinggi dengan cekap, menjadikannya serba boleh untuk aplikasi pemulihan tenaga, penyejukan dan pemanasan.

5. Penyelenggaraan dan Pengoptimuman Prestasi

5.1 Pembersihan Berkala

Endapan dan kekotoran pada permukaan tiub mengurangkan kecekapan pemindahan haba. Pembersihan tetap, sama ada secara mekanikal atau kimia, memastikan prestasi optimum.

5.2 Pemantauan dan Pemeriksaan

Pemeriksaan rutin untuk kebocoran, kakisan dan kehausan tiub adalah penting. Kaedah ujian tidak memusnahkan seperti ujian ultrasonik boleh mengesan isu yang berpotensi tanpa pembongkaran.

5.3 Metrik Prestasi

Penunjuk prestasi utama termasuk pekali pemindahan haba, penurunan tekanan dan kadar aliran. Memantau metrik ini membantu mengoptimumkan operasi dan mengurangkan penggunaan tenaga.

6. Jadual Perbandingan Jenis Lazim

7. Kesimpulan

Penukar haba cangkerang dan tiub adalah penting untuk pemindahan haba industri yang cekap. Memahami reka bentuk, jenis, aplikasi dan amalan penyelenggaraan memastikan prestasi optimum, jangka hayat dan kecekapan tenaga dalam operasi industri.