Tubulaire (également connu sous le nom de coque et tube et tube et tube) les échangeurs de chaleur sont les échangeurs de chaleur à parois de séparation les plus typiques. Ils ont une longue histoire d'application dans l'industrie et occupent toujours une position dominante parmi tous les échangeurs de chaleur.. Les échangeurs de chaleur tubulaires sont principalement composés de coques, faisceaux de tubes, plaques tubulaires et têtes. Les coquilles sont pour la plupart de forme ronde, avec faisceaux de tubes parallèles à l'intérieur, et les deux extrémités du faisceau de tubes sont fixées sur les plaques tubulaires.
Il existe deux types de fluides qui échangent de la chaleur dans un échangeur de chaleur tubulaire. On coule à l'intérieur du tube, et sa course s'appelle le côté du tube; l'autre s'écoule à l'extérieur du tube, et sa course s'appelle le côté de la coque. La surface de la paroi du faisceau de tubes est la surface de transfert de chaleur. Afin d'améliorer le coefficient de transfert thermique du fluide à l'extérieur du tube, un certain nombre de chicanes transversales sont généralement installées dans la coque. Les déflecteurs empêchent non seulement le fluide de court-circuiter et augmentent la vitesse du fluide, mais force également le fluide à s'écouler plusieurs fois à travers le faisceau de tubes selon le chemin prescrit, augmentant considérablement le degré de turbulence. Il existe deux déflecteurs couramment utilisés: de forme ronde et en forme de disque, le premier étant plus largement utilisé. Chaque fois que le fluide traverse le faisceau de tubes dans le tube, on parle de passage de tube., et chaque fois que le fluide traverse la coque, cela s'appelle un passage de coque.. Afin d'augmenter la vitesse du fluide dans le tuyau, des cloisons appropriées peuvent être installées dans les têtes aux deux extrémités pour diviser uniformément tous les tuyaux en plusieurs groupes. De cette façon, le fluide ne peut traverser qu'une partie des tubes et retourner dans le faisceau de tubes plusieurs fois à la fois, ce qu'on appelle le passage multitube. De la même manière, afin d'augmenter le débit à l'extérieur du tube, des déflecteurs longitudinaux peuvent être installés dans la coque pour permettre au fluide de traverser l'espace de la coque plusieurs fois, qui est appelé passe multi-shell. Dans un échangeur de chaleur tubulaire, en raison des différentes températures du fluide à l'intérieur et à l'extérieur du tube, les températures de la coque et du faisceau de tubes sont également différentes.
L'échangeur de chaleur à plaques tubulaires fixes a des plaques tubulaires aux deux extrémités directement soudées à la coque.. Il est principalement composé de coquille, plaque tubulaire, faisceau de tubes, tête et autres composants principaux. Il y a un faisceau de tubes dans la coque, et les deux extrémités du faisceau de tubes sont fixées sur la plaque tubulaire par soudage, joint de dilatation ou une combinaison de soudage par dilatation, et la périphérie extérieure de la plaque tubulaire et la bride de tête sont fixées avec des boulons. L'échangeur de chaleur à plaques et tubes fixes a une structure simple, faible coût, fabrication facile, et nettoyage et entretien pratiques du côté du tube. Cependant, le nettoyage du côté de la coque est difficile et il existe une contrainte de différence de température après la fabrication du faisceau de tubes. Lorsqu'il y a une grande différence de température entre le tube d'échange thermique et la coque, la coque doit également être équipée d'un joint de dilatation.
La plaque tubulaire à une extrémité de l'échangeur de chaleur à tête flottante est fixée entre la coque et la boîte à tubes., et la plaque tubulaire à l'autre extrémité peut se déplacer librement à l'intérieur de la coque, ce qui signifie que la coque et le faisceau de tubes peuvent se dilater librement. Donc, il n'y a aucune contrainte de différence de température entre le faisceau de tubes et la coque. En général, la tête flottante est amovible, et le faisceau de tubes peut être librement extrait et chargé. Cette structure d'échangeur de chaleur à tête flottante peut être utilisée dans des conditions de travail où il existe une grande différence de température entre le faisceau de tubes et la coque.. Le nettoyage et l'entretien du faisceau de tubes et de la coque sont relativement pratiques, mais sa structure est relativement complexe et les exigences en matière d'étanchéité sont relativement élevées.
L'échangeur de chaleur à tube en forme de U est un tube d'échange de chaleur soudé en forme de U., dont les deux extrémités sont fixées sur la même plaque tubulaire. Puisque la coque et les tubes d'échange thermique sont séparés, le faisceau de tubes d'échange thermique peut se dilater et se contracter librement sans provoquer de contrainte de différence de température due à la différence de température du milieu. L'échangeur de chaleur à tubes en forme de U n'a qu'une seule plaque tubulaire, pas de tête flottante, et sa structure est relativement simple. Le faisceau de tubes peut être librement retiré et installé pour un nettoyage facile, et présente les avantages d'un échangeur de chaleur à tête flottante. Cependant, puisque les tubes d'échange thermique sont transformés en coudes en forme de U avec des rayons différents, le tube d'échange thermique le plus externe peut être remplacé après un dommage, et d'autres tubes peuvent être remplacés. Les dommages ne peuvent que bloquer le tuyau. En même temps, par rapport à l'échangeur de chaleur à plaques et tubes fixes, car le tube d'échange thermique est limité par le rayon de courbure, il y a un espace au centre du faisceau de tubes, et le fluide peut facilement court-circuiter, affectant l'effet de transfert de chaleur.
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