Građa i vrste ljuskastih i cijevnih izmjenjivača topline

Ljuskasti izmjenjivač topline sastoji se od plašta, snopa cijevi za prijenos topline, cijevne ploče, pregrade (pregrade) i cijevne kutije. Školjka je većinom cilindrična, sa snopom cijevi iznutra, a dva kraja snopa cijevi pričvršćena su na ploču cijevi.
Za izmjenu topline koriste se dvije vrste fluida, topli i hladni. Jedan teče unutar cijevi i naziva se tekućinom na strani cijevi; Druga vrsta tekućine koja teče izvan cijevi naziva se tekućina na strani školjke. Kako bi se poboljšao koeficijent prijenosa topline tekućine izvan cijevi, nekoliko pregrada obično se postavljaju unutar ljuske.
Pregrada može povećati brzinu tekućine na strani ljuske, prisiljavajući tekućinu da prođe kroz snop bočno više puta u skladu s određenom putanjom i povećava stupanj turbulencije tekućine.
Stoga, kada temperaturna razlika između snopa cijevi i ljuske prijeđe 50 stupnjeva, potrebno je poduzeti odgovarajuće mjere kompenzacije kako bi se uklonilo ili smanjilo toplinsko naprezanje. Prema usvojenim kompenzacijskim mjerama, ljuskasti i cijevni izmjenjivači topline mogu se podijeliti u sljedeće glavne vrste:
① Cijevne ploče na oba kraja snopa izmjenjivača topline s fiksnom cijevnom pločom integrirane su s ljuskom, s jednostavnom strukturom, ali prikladne samo za operacije izmjene topline kada temperaturna razlika između hladnih i vrućih tekućina nije velika i strana ljuske je nije potrebno mehaničko čišćenje. Kada je temperaturna razlika neznatno velika i tlak na strani ljuske nije previsok, na ljusku se može postaviti elastični kompenzacijski prsten kako bi se smanjio toplinski stres.
② Cijevna ploča na jednom kraju snopa izmjenjivača topline s pokretnom glavom može slobodno plutati, potpuno eliminirajući toplinski stres; Cijeli se svežanj može izvaditi iz školjke za jednostavno mehaničko čišćenje i održavanje. Izmjenjivači topline s plivajućom glavom imaju širok raspon primjena, ali su njihove strukture relativno složene, a troškovi visoki.
③ Svaka cijev za izmjenu topline cijevnog izmjenjivača topline u obliku slova U savijena je u obliku slova U, s oba kraja pričvršćena u gornjoj i donjoj zoni iste cijevne ploče, te podijeljena na ulaznu i izlaznu komoru pregradama unutar kutije cijevi . Ovaj tip izmjenjivača topline potpuno eliminira toplinski stres i ima jednostavniju strukturu od tipa s plutajućom glavom, ali stranu cijevi nije lako čistiti.
④ Strukturna značajka kutijastog izmjenjivača topline je da je samo jedan kraj cijevne ploče čvrsto spojen na ljusku, a drugi kraj je zabrtvljen kutijom za pakiranje. Cijevni snop može se širiti i skupljati slobodno bez stvaranja toplinskog naprezanja uzrokovanog temperaturnom razlikom između stijenke ljuske i stijenke cijevi.
Prednosti kutijastog izmjenjivača topline su da je njegova struktura jednostavnija od strukture izmjenjivača topline s pokretnom glavom, lakša je za proizvodnju, troši manje materijala i ima nižu cijenu; Snop cijevi može se izvući iz školjke, a unutrašnjost i između cijevi se mogu očistiti, što održavanje čini jednostavnijim. Njegov nedostatak je što otpornost na pritisak brtvene kutije nije visoka, općenito manja od 4.0MPa;
Medij sa strane školjke može procuriti kroz kutiju za pakiranje i nije prikladan za zapaljive, eksplozivne, otrovne i vrijedne medije. Kutijasti izmjenjivač topline prikladan je za situacije u kojima postoji velika temperaturna razlika između cijevi i stijenki ljuske ili gdje je medij sklon stvaranju kamenca, što zahtijeva često čišćenje i nizak tlak.
⑤ Strukturna značajka izmjenjivača topline kotlića je osigurati odgovarajući prostor za isparavanje na gornjem dijelu školjke, a istovremeno služi i kao parna komora.
Snop cijevi može biti fiksna cijevna ploča, plutajuća glava ili cijev u obliku slova U. Izmjenjivač topline u obliku kotlića jednostavan je za čišćenje i održavanje, može podnijeti nečiste medije sklone stvaranju kamenca i može izdržati visoke temperature i pritiske. Pogodan je za izmjenu topline tekuće pare i može se koristiti kao najjednostavnija konstrukcija kotla za otpadnu toplinu.