Penukar Haba Paling Banyak Digunakan: Penukar Haba Shell dan Tiub

pengenalan

Penukar haba adalah komponen penting dalam banyak proses perindustrian dan komersil, membolehkan haba berpindah dari satu medium ke medium lain tanpa sentuhan langsung. Di antara pelbagai jenis yang tersedia — termasuk plat, tiub bersirip, lingkaran dan penukar haba dua paip — penukar haba cangkerang dan tiub (STHE) menonjol sebagai yang paling banyak digunakan di seluruh dunia. Kepelbagaian, ketahanan dan kecekapannya menjadikannya asas pengurusan haba dalam sektor seperti penjanaan kuasa, minyak dan gas, HVAC, pemprosesan kimia dan banyak lagi.

Apakah itu Penukar Haba Shell dan Tiub?

Penukar Haba Shell dan Tiub terdiri daripada satu siri tiub yang disertakan dalam cangkerang silinder. Satu bendalir mengalir melalui tiub, manakala bendalir lain mengalir ke atas tiub (dalam cangkang) untuk menukar haba. Sentuhan tidak langsung ini memastikan pemindahan haba tanpa pencampuran bendalir.

Struktur Asas:
Tiub: Biasanya disusun dalam berkas dan boleh berbentuk lurus atau U.

Cangkang: Sebuah bekas silinder yang mengelilingi tiub, yang mengandungi cecair kedua.

Lembaran Tiub: Plat yang memegang tiub pada kedudukannya dan mengasingkan cecair.

Sekat: Bimbing bendalir bahagian cangkang untuk meningkatkan pergolakan dan pemindahan haba.

Kepala atau Penutup Hujung: Arahkan cecair ke dalam dan keluar dari tiub.

Prinsip Kerja

Prinsip kerja utama penukar haba cengkerang dan tiub ialah pemindahan haba berasaskan perolakan antara dua cecair pada suhu yang berbeza. Haba mengalir dari bendalir yang lebih panas ke cecair yang lebih sejuk merentasi dinding tiub.

Terdapat tiga konfigurasi aliran utama:

Aliran Selari – Kedua-dua bendalir bergerak ke arah yang sama.

Aliran balas - Bendalir bergerak ke arah yang bertentangan untuk kecekapan yang lebih tinggi.

Aliran silang - Bendalir mengalir berserenjang antara satu sama lain.

Varian Reka Bentuk

Untuk memenuhi pelbagai aplikasi, penukar haba shell dan tiub direka dalam konfigurasi yang berbeza:

Satu laluan atau Multi-laluan (cecair membuat satu atau beberapa laluan melalui tiub)

Lembaran Tiub Tetap – Mudah dan menjimatkan; terhad kepada pengembangan haba yang rendah.

Kepala Terapung atau tiub U – Menampung pengembangan haba; pembersihan dan penyelenggaraan yang lebih mudah.

Piawaian TEMA – Persatuan Pengilang Penukar Tubular (TEMA) menyeragamkan STHE ke dalam kelas (R, C, B) untuk kegunaan penapisan, komersial dan kimia.

Mengapa Ia Paling Banyak Digunakan?

1. serba boleh
Penukar cangkerang dan tiub boleh mengendalikan pelbagai suhu (sehingga 1000°C) dan tekanan (sehingga 500 bar). Ia boleh disesuaikan untuk banyak keperluan proses, cecair dan persekitaran pemasangan.

2. Ketahanan dan Kebolehpercayaan
Dibina dengan bahan teguh seperti keluli tahan karat, titanium atau Inconel, penukar ini sesuai untuk persekitaran yang menghakis dan tekanan tinggi. Mereka mempunyai hayat operasi yang panjang dengan penyelenggaraan yang betul.

3. Kebolehskalaan
Ia boleh didapati dalam pelbagai saiz — daripada unit kecil untuk makmal kepada pemasangan industri besar-besaran.

4. Kemudahan Penyelenggaraan
Model seperti reka bentuk tiub-U atau kepala terapung membolehkan pembersihan dan penggantian tiub tanpa membongkar keseluruhan sistem.

5. Kecekapan Terma
Dengan reka bentuk yang sesuai (cth., penyekat, hantaran berbilang), STHE boleh mencapai pemindahan haba yang sangat cekap, terutamanya dalam pengaturan aliran balas.

Aplikasi Biasa

1. Industri Minyak dan Gas
Pelincir penyejuk dan cecair hidraulik

Pemulihan haba daripada gas serombong

Pemeluwapan wap dan wap

2. Penjanaan Kuasa
Pemanas air suapan

Pemeluwap wap dalam loji kuasa haba

3. Pemprosesan Kimia
Kawalan suhu reaktor

Pemanasan dan penyejukan produk

4. HVAC dan Penyejukan
Sistem air sejuk

Pemeluwap dan penyejat

5. Marin dan Aeroangkasa
Sistem penyejukan enjin

Pemulihan haba sisa

Bahan Pembinaan
Pemilihan bahan adalah kritikal dan bergantung pada suhu, tekanan dan rintangan kakisan:

Keluli Karbon – Biasa untuk aplikasi kos rendah.

Keluli Tahan Karat – Rintangan kakisan yang tinggi.

Aloi Kuprum – Kekonduksian terma yang sangat baik.

Titanium – Digunakan untuk air laut atau cecair yang sangat menghakis.

Aloi Nikel (Inconel, Hastelloy) – Untuk persekitaran yang melampau.