Mereka bentuk dan menganalisis penukar haba cengkerang dan tiub adalah tugas yang kompleks yang melibatkan pemahaman kedua-dua aspek teori dan praktikal pemindahan haba, dinamik bendalir, dan sains material. Jenis penukar haba ini adalah salah satu yang paling biasa dan serba boleh dalam aplikasi perindustrian, terima kasih kepada reka bentuk yang mantap dan keupayaan untuk mengendalikan tekanan tinggi dan suhu. Mari selami butirannya.

Pengenalan kepada Penukar Haba Shell dan Tiub

Penukar haba cangkerang dan tiub terdiri daripada satu siri tiub, satu set membawa cecair panas dan satu lagi membawa cecair sejuk. Pertukaran haba berlaku antara cecair ini melalui dinding tiub. Reka bentuk ini popular kerana keupayaannya untuk mengendalikan pelbagai suhu dan tekanan, serta kebolehsuaiannya terhadap pelbagai jenis cecair.

Komponen Penukar Haba Shell dan Tiub

1. Shell: Selongsong luar yang memegang berkas tiub. Ia biasanya berbentuk silinder dan diperbuat daripada logam untuk menahan tekanan tinggi.
2. Tiub: Ini adalah laluan untuk cecair. Mereka boleh dibuat dari pelbagai bahan, termasuk keluli tahan karat, tembaga, atau titanium, bergantung kepada aplikasi.
3. Lembaran Tiub: Ini adalah plat yang memegang tiub di tempatnya. Ia digerudi dengan lubang untuk menampung tiub dan dikimpal atau dikembangkan untuk memastikan kesesuaian yang ketat.
4. Penyekat: Ini digunakan untuk mengarahkan aliran bendalir dalam cangkang, meningkatkan pergolakan dan meningkatkan kecekapan pemindahan haba.
5. Tudung Akhir atau Kepala: Ini digunakan untuk menutup hujung cangkerang dan mengarahkan aliran bendalir masuk dan keluar dari tiub.
6. muncung: Ini adalah pintu masuk dan keluar untuk bendalir.

Pertimbangan Reka Bentuk

1. Reka Bentuk Terma

Matlamat utama reka bentuk terma adalah untuk memastikan pemindahan haba yang cekap antara cecair. Ini melibatkan pengiraan kawasan pemindahan haba yang diperlukan, bilangan tiub, dan susunan tiub ini di dalam cangkerang.

• Pekali Pemindahan Haba: Ini adalah faktor kritikal dalam menentukan kecekapan penukar haba. Ia bergantung kepada sifat bendalir, kadar aliran, dan sifat permukaan pemindahan haba.
• Profil Suhu: Perbezaan suhu antara cecair mendorong pemindahan haba. Reka bentuk mesti memastikan bahawa perbezaan ini dikekalkan di seluruh penukar haba.
• Log Purata Perbezaan Suhu (LMTD): Ini digunakan untuk mengira kawasan pemindahan haba. Ia adalah perwakilan yang lebih tepat tentang perbezaan suhu antara cecair merentasi penukar haba.

2. Reka Bentuk Mekanikal

Reka bentuk mekanikal memberi tumpuan kepada memastikan integriti struktur penukar haba di bawah keadaan operasi.

• Penurunan Tekanan: Ini adalah kehilangan tekanan apabila bendalir mengalir melalui penukar haba. Ia mesti diminimumkan untuk mengurangkan penggunaan tenaga.
• Pemilihan Bahan: Bahan yang digunakan mesti menahan suhu dan tekanan operasi, serta sebarang sifat menghakis cecair.
• Analisis Getaran: Pengaliran bendalir boleh menyebabkan getaran, yang boleh menyebabkan kegagalan mekanikal. Reka bentuk mesti mengambil kira perkara ini dan termasuk langkah-langkah untuk mengurangkan getaran.

3. Dinamik Bendalir

Memahami ciri aliran bendalir adalah penting untuk mengoptimumkan reka bentuk.

• Susunan Aliran: Cecair boleh mengalir selari, kaunter, atau susunan aliran silang. Setiap satu mempunyai kelebihan dan kekurangan dari segi kecekapan pemindahan haba dan penurunan tekanan.
• Pergolakan: Pergolakan yang meningkat boleh meningkatkan pemindahan haba tetapi juga meningkatkan penurunan tekanan. Reka bentuk mesti mengimbangi faktor-faktor ini.

Analisis Penukar Haba Shell dan Tiub

1. Prestasi Terma

Prestasi penukar haba diukur dengan keupayaannya untuk memindahkan haba dengan cekap. Ini melibatkan pengiraan pekali pemindahan haba keseluruhan dan membandingkannya dengan spesifikasi reka bentuk.

• Kaedah Keberkesanan-NTU: Kaedah ini digunakan untuk menilai prestasi penukar haba dengan membandingkan pemindahan haba sebenar kepada pemindahan haba maksimum yang mungkin.
• Imbangan Haba: Memastikan haba yang hilang oleh bendalir panas sama dengan haba yang diperoleh oleh bendalir sejuk adalah penting untuk mengesahkan reka bentuk.

2. Integriti Mekanikal

Analisis mekanikal melibatkan pemeriksaan komponen struktur untuk tegasan dan ubah bentuk di bawah keadaan operasi.

• Analisis Unsur Terhingga (FEA): Kaedah pengiraan ini digunakan untuk mensimulasikan tegasan dan terikan dalam komponen penukar haba.
• Analisis Keletihan: Kitaran haba berulang boleh menyebabkan kegagalan keletihan. Reka bentuk mesti mengambil kira ini dengan memilih bahan dan ketebalan yang sesuai.

3. Pertimbangan Operasi

• Pengotoran: Pengumpulan mendapan pada permukaan pemindahan haba boleh mengurangkan kecekapan. Reka bentuk mesti termasuk peruntukan untuk pembersihan dan penyelenggaraan.
• Penskalaan: Sama seperti fouling, penskalaan melibatkan pengumpulan mendapan mineral. Pemilihan bahan dan kadar aliran boleh membantu mengurangkan isu ini.
• kakisan: Pemilihan bahan mesti mengambil kira sifat menghakis cecair untuk mengelakkan degradasi penukar haba.

Kesimpulan

Mereka bentuk dan menganalisis penukar haba shell dan tiub memerlukan pendekatan pelbagai disiplin, menggabungkan prinsip termodinamik, mekanik bendalir, dan sains material. Dengan berhati-hati mempertimbangkan aspek terma dan mekanikal, serta keadaan operasi, jurutera boleh mencipta penukar haba yang cekap dan boleh dipercayai yang memenuhi permintaan pelbagai aplikasi perindustrian.

Jawatan yang berkaitan

Apakah perbezaan antara paip stee hitam dan paip keluli tergalvani?

Paip Keluli Hitam dan Paip Keluli Tergalvani adalah kedua-dua jenis paip keluli yang digunakan dalam pelbagai aplikasi, dan perbezaan utamanya terletak pada salutan dan ketahanannya terhadap karat dan kakisan.

Apakah kelebihan menggunakan sistem salutan FBE dua lapisan berbanding salutan satu lapisan?

A keras, salutan atas yang kuat secara mekanikal untuk semua salutan perlindungan kakisan saluran paip epoksi terikat gabungan. Ia digunakan pada salutan asas untuk membentuk lapisan luar yang keras yang tahan terhadap gouge, kesan, lelasan dan penembusan. keluli abter direka khusus untuk melindungi salutan kakisan utama daripada kerosakan semasa aplikasi penggerudian arah saluran paip, bosan, menyeberangi sungai dan pemasangan di kawasan bergelora.

jadual perbandingan standard paip keluli – DIA | ASTM | DARI | GB paip keluli

Jenama Cina GB Jepun JIS Amerika ASTM Jerman DIN jadual perbandingan standard paip keluli

Menyambung Paip Keluli Tahan Karat ke Kelengkapan Paip Keluli Karbon

Dalam aplikasi perindustrian dan kediaman, ia selalunya perlu untuk menggabungkan pelbagai jenis logam. Sambungan ini boleh antara keluli tahan karat dan keluli karbon, dua daripada bahan yang paling biasa digunakan dalam sistem perpaipan. Artikel ini akan membimbing anda melalui proses menyambung paip keluli tahan karat ke kelengkapan paip keluli karbon, cabaran yang terlibat, dan bagaimana untuk mengatasinya.

Dimensi & Berat Paip Keluli Dikimpal dan Lancar ASME B 36.10 / B 36.19

Berdasarkan maklumat yang diberikan, ASME B 36.10 dan B 36.19 piawaian menentukan dimensi dan berat paip keluli yang dikimpal dan lancar. Piawaian ini menyediakan garis panduan untuk pembuatan dan pemasangan paip keluli dalam pelbagai industri, termasuk minyak dan gas, petrokimia, dan penjanaan kuasa. ASME B 36.10 menentukan dimensi dan berat paip keluli tempa yang dikimpal dan lancar. Ia meliputi paip dari NPS 1/8 (DN 6) melalui NPS 80 (DN 2000) dan termasuk pelbagai ketebalan dinding dan jadual. Dimensi yang dilindungi termasuk diameter luar, ketebalan dinding, dan berat per unit panjang.

Perbezaan Antara Paip Keluli Karbon dan Paip Keluli Hitam

Paip keluli karbon dan paip keluli hitam sering digunakan secara bergantian, tetapi terdapat beberapa perbezaan utama antara keduanya. Komposisi: Paip Keluli Karbon terdiri daripada karbon sebagai unsur pengaloian utama, bersama unsur lain seperti mangan, silikon, dan kadangkala tembaga. Komposisi ini memberikan paip keluli karbon kekuatan dan ketahanannya. Sebaliknya, paip keluli hitam adalah sejenis paip keluli karbon yang tidak mengalami sebarang rawatan permukaan tambahan atau salutan. Kemasan Permukaan: Perbezaan yang paling ketara antara paip keluli karbon dan paip keluli hitam ialah kemasan permukaan. Paip keluli karbon mempunyai gelap, salutan oksida besi yang dipanggil skala kilang, yang terbentuk semasa proses pembuatan. Skala kilang ini memberikan paip keluli karbon rupa hitamnya. Berbeza, paip keluli hitam mempunyai dataran, permukaan tidak bersalut. Rintangan Kakisan: Paip keluli karbon terdedah kepada kakisan kerana kandungan besinya. Namun begitu, salutan skala kilang pada paip keluli karbon menyediakan beberapa tahap perlindungan terhadap kakisan, terutamanya dalam persekitaran dalaman atau kering. Sebaliknya, paip keluli hitam lebih terdedah kepada kakisan kerana ia tidak mempunyai sebarang salutan pelindung. Oleh itu, paip keluli hitam tidak disyorkan untuk digunakan di kawasan yang terdedah kepada kelembapan atau unsur menghakis.