التركيب الهيكلي للمبادل الحراري للقشرة والأنبوب

1. شل
وهو مكون الاحتواء الخارجي للهيكل وأنبوب المبادل الحراري، وعادةً ما يكون أسطوانيًا. وتتمثل وظيفتها في استيعاب المكونات الداخلية مثل حزم الأنابيب والحواجز، وتحمل الضغط الداخلي والأحمال الخارجية. يتم اختيار مادة الغلاف وفقًا لضغط العمل ودرجة الحرارة وتآكل السائل الذي تتم معالجته في المبادل الحراري. الأنواع الشائعة هي الفولاذ الكربوني، والفولاذ المقاوم للصدأ، وسبائك الفولاذ، وما إلى ذلك. وقد تم تجهيز الغلاف بأنابيب مدخل ومخرج لسائل جانب الغلاف لمدخل ومخرج سائل جانب الغلاف.
2. حزمة الأنبوب
وهو يتألف من العديد من الأنابيب المتوازية وهو عنصر أساسي لتحقيق نقل الحرارة. تؤثر المادة والقطر والطول وترتيب الأنبوب بشكل مهم على أداء نقل الحرارة ومقاومة السوائل للمبادل الحراري. يمكن اختيار مادة الأنبوب وفقًا لظروف العمل المحددة، مثل سبائك النحاس، والفولاذ المقاوم للصدأ، وما إلى ذلك. الترتيب الشائع لحزمة الأنبوب هو ترتيب المثلث متساوي الأضلاع، والترتيب المربع، وما إلى ذلك. ترتيب المثلث متساوي الأضلاع لديه ضغط جيد. يمكن ترتيب المزيد من الأنابيب تحت نفس القطر الداخلي للغلاف، وبالتالي زيادة مساحة نقل الحرارة، ولكن مقاومة السوائل كبيرة نسبيًا؛ الترتيب المربع سهل التنظيف والإصلاح، ومقاومة السوائل صغيرة نسبيًا. يتم تثبيت طرفي حزمة الأنبوب على لوح الأنبوب.
3. ورقة الأنبوب
تقع على طرفي الغلاف، وتتمثل مهمتها الرئيسية في تثبيت حزمة الأنبوب في الغلاف وفصل جانب الأنبوب والسوائل الجانبية للقشرة. يتم حفر ورقة الأنبوب بفتحات أنبوبية تتناسب مع القطر الخارجي للأنبوب. بعد إدخال أنابيب حزمة الأنبوب في فتحات الأنبوب، يتم توصيلها بصفيحة الأنبوب عن طريق التمدد أو اللحام أو لحام التمدد. تحتاج لوحة الأنبوب إلى قوة وسماكة كافية لتحمل فرق الضغط بين جانب الأنبوب وجانب الغلاف، وفي نفس الوقت ضمان الختم الجيد لمنع تسرب السائلين من بعضهما البعض.
4. يربك
يتم تثبيته في الغلاف، ويتم استخدامه لتوجيه اتجاه تدفق سائل جانب الغلاف، وزيادة معدل التدفق واضطراب سائل جانب الغلاف، وبالتالي تحسين كفاءة نقل الحرارة. تشمل أشكال الحواجز القوسية، والقرصية - الحلقية، وما إلى ذلك، ومن بينها الحواجز المقوسة هي الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. يكون الحاجز عموديًا على حزمة الأنبوب، ويحتوي على فتحات أنبوبية بحيث يمكن لحزمة الأنبوب المرور من خلالها، وهناك فجوة معينة بين الحاجز وحزمة الأنبوب للسماح لسائل جانب الصدفة بالمرور من خلالها.
5. صندوق الأنبوب
تقع عند أحد طرفي حزمة الأنبوب أو كليهما، وهي منطقة مدخل ومخرج السائل الجانبي للأنبوب. عادةً ما يكون صندوق الأنابيب مزودًا بلوحة تقسيم لتوزيع السائل الموجود على جانب الأنبوب على أنابيب مختلفة لزيادة طول تدفق السائل وتحسين تأثير نقل الحرارة. تشتمل الأشكال الهيكلية لصندوق الأنابيب على صندوق الأنابيب أحادي المسار، وصندوق الأنابيب مزدوج المسار، وصندوق الأنابيب متعدد الممرات، وما إلى ذلك. يعتمد الاختيار على متطلبات العملية وتحسين أداء نقل الحرارة للمبادل الحراري.
6. أنابيب الدخول والخروج
يتم توفير أنابيب الدخول والخروج على التوالي على الغلاف وصندوق الأنابيب لمدخل ومخرج سوائل جانب الغلاف وجانب الأنبوب. يتم تحديد حجم الأنبوب وفقًا لعوامل مثل معدل التدفق وسرعة التدفق وضغط السائل، ويجب ضمان خصائص تدفق السائل الجيدة وأداء الختم.