دستگاه مبدل حرارتی پوسته و لوله یکی از تجهیزات مهم و کاربردی برای گرم و سرد کردن غیر مستقیم سیالات مختلف می باشد که اکثرا در محیط های صنعتی و پالایشگاه ها و سیستم های حرارت مرکزی کاربرد دارند. در این مطلب با مبدل حرارتی پوسته و لوله، یکی از مبدل های حرارتی موجود در بازار آشنا خواهید شد. برای خرید دستگاه مبدل حرارتی پوسته و لوله باید معیارهای مهمی را در نظر بگیرید. این معیارها شامل انواع این دستگاه، کاربرد آن، اجزای تشکیل دهنده، مزایا و غیره است. اگر با آنها آشنایی ندارید، توصیه می‌کنیم حتما مقاله زیر را مطالعه کنید.

آشنایی با مبدل حرارتی پوسته و لوله

مبدل حرارتی پوسته و لوله دستگاهی است که از مجموع پوسته های استوانه ای شکل لوله های گذر سیال تشکیل شده است، این دستگاه از پرفروش‌ترین مبدل های حرارتی بازار است و از نظر مقایسه قیمت مبدل حرارتی در انواع مبدل های حرارتی صفحه ای جوشی دارای قیمت مناسبتری می باشد. این دستگاه حرارت را از سیالاتی نظیر آب، روغن، بخار و سایر چنین موادی گرفته و به سیال دیگری انتقال می دهد. این عمل موجب گرم شدن و بالا رفتن حرارت یک سیال و پایین آمدن دمای سیال دیگر خواهد شد که البته در صنایع و کارخانجات از این دستگاه برای هر دو منظور، یعنی گرم کردن بخار آب یا خنک کردن هوا توسط گاز های مبرد مورد استفاده قرار می گیرد.

نحوه عملکرد مبدل حرارتی پوسته و لوله

نحوه ی کار این مبدل های حرارتی بر مبنای عبور سیال گرم از درون سیال سرد است. البته انتقال حرارت در این دستگاه بصورت غیر مستقیم انجام می شود یعنی سیالات با هم ترکیب نخواهند شد، به گونه ای که یکی از این سیالات از درون پوسته و دیگری از درون لوله های مبدل حرکت می کند و طی چنین فرآیندی انتقال حرارت بین این دو سیال اتفاق می افتد.

ساختار مبدل حرارتی پوسته و لوله

از پوسته، مجرای سمت لوله، لوله‌ها (باندل)، تیوب شیت، کانال سمت لوله، مجرای سمت پوسته، بافل و میله‌های نگهدارنده می توان به عنوان اجزای اصلی سازنده ی مبدل پوسته و لوله و مهم ترین آن ها اشاره کرد. در اینجا قصد داریم شما را با مهم ترین اجزای سازنده ی این مبدل ها آشنا کنیم.

لوله های مسی

از مهمترین ویژگی های لوله (تیوب) های مبدل حرارتی می توان به انتخاب متریال مناسب برای انتقال حرارت به سرعت و راندمان بالا اشاره کرد. از بین فلزاتی که برای ساخت این لوله ها می توان از آن استفاده کرد، مس تعداد بالاتری از خواص باب میل سازندگان و مصرف کنندگان این مبدل ها را دارد. مس با دارا بودن طول عمر بالا و راندمان بالا بهترین انتخاب است. همچنین یکی از مناسب ترین و بهترین هدایت کننده های گرمایی است که دارای ضریب حرارت بالایی می باشد. در جدول زیر می توانیم تفاوت فلز های مختلف را از نظر ویژگی ضریب هدایت گرمایی مقایسه کنیم:

در جدول بالا مشاهده کردید که مس و بعد از آن نقره بیشترین ضریب هدایت حرارت را دارد و به ترتیب پس از آن طلا، آلومینیوم ، برنج ، چدن و فولاد ضد زنگ قرار دارد. ضریب هدایت حرارتی مس طبق جدول بالا حدود 28 برابر استیل (فولاد ضد زنگ) می باشد اما به دلیل پایین بودن قیمت فولاد نسبت به فلز مس به طور گسترده ای صنایع تولیدی از آن استفاده می کنند.

تیوب شیت

هدف از نصب تیوب شیت در مبدل های حرارتی پوسته لوله، اتصال لوله ها به یکدیگر و جداسازی سیال سرد و گرم از یکدیگر است. نحوه ی ساخت این وسیله به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله، نوع سیال، دما و فشار آن، طراحی و نوع مبدل و دیگر موارد بستگی دارد. این ابزار به وسیله ی جوشکاری به پوسته متصل می شود.

بافل ها

بافل ها که به آن ها مغشوش کننده نیز گفته می شود در مبدل های حرارتی دارای دو وظیفه مهم هستند. بافل ها لوله ها را در محل مناسب خود ثابت نگه می دارند و از ارتعاشات ناشی از گردابه های بوجود آمده توسط جریانی که بر روی لوله ها وجود دارد جلوگیری می کنند. هدف بعدی این وسیله این است که آنها جریان برگشتی به سمت پوسته را هدایت می کنند و در امتداد میدان لوله ها به پیش می رانند و همچنین سرعت و ضریب انتقال حرارت را افزایش می دهند.