مبادلة الحرارة القشرية: الأداة الأساسية لتبادل الحرارة الصناعي

مبادلة الحرارة القشرية: الأداة الأساسية لتبادل الحرارة الصناعي

^{1التصنيف}

^{(1) وفقا لشكل الهيكل}

^{- مقايض حراري ثابت للأنابيب والصفائح:}

^{يتم تثبيت كلا الطرفين من حزمة الأنابيب من هذا المبادل الحراري على لوحة الأنابيب عن طريق اللحام وغيرها من الوسائل ، ويتم توصيل لوحة الأنابيب مع الغلاف. لديه بنية بسيطة وتكلفة منخفضة.مع ذلك، بسبب مختلف معامل التوسع الحراري لفريق الأنبوب والغلاف ، عندما يكون الفرق في درجة الحرارة كبيرًا ، فقد يولد إجهادًا حراريًا في الأنابيب والغلاف ،مما يؤدي إلى تشوه أو تلف الأنابيب.}

^{- مبادلة حرارة من نوع الرأس العائم:}

^{يتم تثبيت ورقة الأنبوب في نهاية واحدة من مبادل الحرارة من نوع الرأس العائم ، ويمكن أن تتحرك ورقة الأنبوب (الرأس العائم) في الطرف الآخر بحرية في الغلاف.هذا الهيكل يمكن أن تعويض بشكل فعال الفرق في التوسع الحراري بين حزمة الأنبوب والقشرة، وهي مناسبة في المناسبات التي يكون فيها فرق كبير في درجة الحرارة بين السوائل الساخنة والباردة.}

^{مبادلة حرارة أنبوبية على شكل U:}

^{مجموعة الأنابيب على شكل U، وتثبت كلا طرفي الأنابيب على لوحة الأنابيب نفسها. هذا الهيكل يجعل مجموعة الأنابيب يمكن أن تكون حرة للتوسع والتقلص،يمكن أيضا أن تتكيف بشكل أفضل مع التوسع الحراريوعلاوة على ذلك، فإن المبادل الحراري أنبوبي على شكل U يحتوي على لوحة أنبوب واحدة فقط، مما يقلل من نقاط الاتصال بين لوحة الأنابيب والأنابيب ويقلل من احتمال التسرب.من الصعب تنظيف الجزء الداخلي من أنبوب U لأنه منحني، مما يجعل من الصعب على أدوات التنظيف للاختراق بعمق.مثل بعض الحرارة العالية والضغط العالي عملية نقل الحرارة الغاز.}

^{(2) وفقا لطريقة تدفق السائل من خلال النقاط}

^{محول الحرارة ذو الممر الواحد والأنبوب:}

^{السائل الساخن والسائل البارد في المبادل الحراري فقط بعد عملية نقل الحرارة. هيكل المبادل الحراري هذا بسيط، ولكن كفاءة نقل الحرارة منخفضة نسبيا.عادة ما تنطبق على متطلبات كفاءة نقل الحرارة ليست عالية أو تدفق السائل صغير.}

^{محول حرارة متعدد الممرات والأنابيب}

^{من خلال وضع الحوائط في عملية الأنبوب و / أو القشرة ، يتدفق السائل ذهابا وإيابا عدة مرات ،وبالتالي زيادة معدل تدفق السائل ووقت نقل الحرارة وتحسين كفاءة نقل الحرارةعلى سبيل المثال ، في بعض المصانع الكيميائية واسعة النطاق ، من أجل الاستفادة الكاملة من الطاقة الحرارية ، يتم استخدام مبادلات الحرارة متعددة المراحل والأنابيب للتعامل مع كمية كبيرة من السائل.}

^{2نقاط التصميم}

^{(1) حساب مساحة تبادل الحرارة:
يتم تحديد منطقة تبادل الحرارة وفقًا لمقدار مهام تبادل الحرارة. عوامل مثل معدل تدفق السائل ،يجب النظر في تغير درجة الحرارة والقدرة الحرارية المحددة للسوائلفي التصميم الفعلي، ولكن أيضا النظر في هامش معين للتعامل مع التغيرات المحتملة في ظروف العمل.}

^{(2) اختيار المواد:
بالنسبة لمبادلات الحرارة من الأنابيب والغلاف المعدني، فإن اختيار المواد للأنابيب والغلاف أمر حاسم. عوامل مثل تآكل السائل،يجب النظر في درجة حرارة العمل والضغطإذا كان السائل شديد التآكل، مثل المواد الكيميائية التي تحتوي على الأحماض، فمن الضروري اختيار مواد معدنية مقاومة للتآكل، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ، سبائك التيتانيوم وهلم جرا.لبيئة العمل عالية درجة الحرارة والضغط، فإن قوة المقاومة لدرجات الحرارة العالية للمادة هي أيضا اعتبار رئيسي، على سبيل المثال في مبادلة الحرارة الغلاية فوق الحرجة،يمكن استخدام مواد الفولاذ المسبوك لتلبية متطلبات أداء المعدات.}

^{(3) تصميم هبوط الضغط:
انخفاض الضغط يحدث عندما يتدفق السائل عبر الأنابيب والقذائف.انخفاض الضغط المفرط سيزيد من استهلاك الطاقة لنقل السوائل وقد يؤثر على التشغيل الطبيعي للنظام بأكملهفي التصميم، من خلال اختيار معقول لقطر الأنابيب، الترتيب وشكل لوحة الطي والعوامل الأخرى للسيطرة على معدل تدفق السائل، وذلك للسيطرة على انخفاض الضغط.مثلاً، في تصميم مجموعة الأنابيب ، يمكن أن يزيد استخدام قطر الأنابيب الأصغر من مساحة نقل الحرارة ، ولكن في نفس الوقت سيزيد أيضًا من معدل تدفق السائل وانخفاض الضغط ،لذا يجب النظر في الأمر بطريقة شاملة.}

^{3عملية التصنيع}

^{(1) اتصال الأنبوب واللوحة الأنبوب:}

^{هذه هي حلقة رئيسية في تصنيع مقايضات الحرارة من الأنابيب المعدنية والغلاف. طرق الاتصال الشائعة هي التوسع واللحام.التوسع هو من خلال طرق ميكانيكية أو هيدروليكية لجعل التشوه البلاستيكي الأنبوب، بحيث يتناسب بشكل وثيق في ثقب لوحة الأنابيب، وهذه الطريقة هي مناسبة لضغط منخفض، درجة حرارة ليست عالية مناسبات.هو ربط الأنبوب ولوحة الأنبوب معا من خلال عملية اللحام، والتي يمكن أن توفر قوة اتصال أعلى ومناسبة لضغط عال، درجة حرارة عالية وغيرها من ظروف العمل القاسية.في بعض الأحيان تستخدم أيضا التوسع + اتصال مركب لحاموذلك من أجل الاستفادة الكاملة من مزايا كل منهما.}

^{(2) تصنيع القشور:}

^{يتم تصنيع القشرة بشكل عام من شكل أسطواني من خلال عملية الصفيحة المطاطية واللحام وغيرها من العمليات. في عملية التصنيع، لضمان أن استدارة القشرة،المباشرة وتوحيد سمك الجداربالنسبة للقذائف الكبيرة ، هناك حاجة أيضًا إلى اختبار غير مدمر ، مثل اختبار الموجات فوق الصوتية ، واختبار الأشعة ، إلخ ، لضمان جودة القذيفة ومنع عيوب اللحام والمشاكل الأخرى.}

^{(3) عملية التجميع:}

^{عند تجميع المبادل الحراري ، أولاً ، يجب تركيب حزم الأنابيب على لوحة الأنابيب وتثبيتها ، ثم يجب تركيب حزم الأنابيب واللوحة الأنابيب في الغلاف معًا.خلال هذه العملية، يجب توخي الحذر لحماية مجموعة الأنابيب لمنع تلف الأنابيب. في الوقت نفسه ، يجب تركيب مكونات مثل لوحة الطي.وينبغي ضمان أن وضع تركيب كل عنصر هو دقيق لضمان أن السائل يمكن أن تتدفق وفقا للمسار المصمم.}

^{4اعتبارات تشغيل وصيانة}

^{(1) العملية:}

^{عند تشغيل المبادل الحراري، أدخل السائل ببطء لمنع تلف المعدات بسبب الصدمة الحرارية وعوامل أخرى. على سبيل المثال، أثناء التشغيل،افتح ببطء صمام السائل البارد أولاً، بحيث يملأ السائل البارد تدريجيا المبادل الحراري، ومن ثم إدخال السائل الساخن، والتحكم في معدل تدفق السائل الساخن ومعدل تغير درجة الحرارة.انتبه جيداً لضغط السائل، درجة الحرارة، معدل التدفق وغيرها من المعلمات لضمان أن تكون ضمن النطاق المصمم.اتخاذ تدابير في الوقت المناسب، مثل ضبط فتح الصمام أو إيقاف تشغيل المعدات.}

^{(2) الصيانة:}

^{فالتفتيش والصيانة المنتظمة للمبادل الحراري هي المفتاح لضمان تشغيله المستقر على المدى الطويل. تشمل الفحص الرئيسي ما إذا كان هناك تسرب أو تآكل أو قشرة ، إلخ.من الأنابيب، وما إذا كانت أجزاء الاتصال من صفيحة الأنابيب والغلاف ثابتة. لمشكلة التوسع ، وفقا لطبيعة وسماكة طبقة التوسع ،يمكن استخدام طرق التنظيف الكيميائي أو الميكانيكيالتنظيف الكيميائي هو استخدام المفاعلات الكيميائية وطبقة الحجم من التفاعل الكيميائي ، سيتم حل طبقة الحجم أو تجريدها ؛ التنظيف الميكانيكي هو من خلال الطرق الفيزيائية ،مثل استخدام الفرشاة، بندقية المياه عالية الضغط وأدوات أخرى لإزالة طبقة الحجم.}