أساسيات المبادل الحراري:
إن المبادل الحراري ذو الغلاف والأنبوب هو مجرد نوع واحد من تصميم المبادلات الحرارية.إنها مناسبة للتطبيقات والأسواق ذات الضغط العالي مثل: منتجات الألبان، والتخمير، والمشروبات، وتجهيز الأغذية، والزراعة، والأدوية، والمعالجة الحيوية، والبترول، والبتروكيماويات، واللب والورق، والطاقة والطاقة.
كما يوحي اسمه، يتكون هذا النوع من المبادلات الحرارية من غلاف خارجي ممدود (وعاء ضغط كبير أو مبيت) مع مجموعة من الأنابيب ذات القطر الأصغر الموجودة داخل مبيت الغلاف.يمر نوع واحد من السوائل عبر الأنابيب ذات القطر الأصغر، ويتدفق سائل آخر فوق الأنابيب (في جميع أنحاء الغلاف) لنقل الحرارة بين السائلين.تسمى مجموعة الأنابيب بحزمة الأنابيب، ويمكن أن تتكون من عدة أنواع من الأنابيب؛مستديرة، ذات زعانف طولية، وما إلى ذلك اعتمادًا على التطبيق المحدد والسوائل المعنية.
قد تكون هناك اختلافات في تصميم الغلاف والأنبوب.عادة، يتم توصيل نهايات كل أنبوب بالحشوات أو صناديق المياه من خلال فتحات في صفائح الأنابيب.قد تكون الأنابيب مستقيمة أو مثنية على شكل حرف U، والتي تسمى أنابيب U.
اختيار المواد للأنابيب مهم للغاية.لتكون قادرة على نقل الحرارة بشكل جيد، يجب أن تتمتع مادة الأنبوب بموصلية حرارية جيدة.ونظرًا لأن الحرارة تنتقل من الجانب الساخن إلى الجانب البارد عبر الأنابيب، فإن هناك اختلافًا في درجة الحرارة من خلال عرض الأنابيب.بسبب ميل مادة الأنبوب إلى التمدد حراريًا بشكل مختلف عند درجات حرارة مختلفة، تحدث ضغوط حرارية أثناء التشغيل.وهذا بالإضافة إلى أي إجهاد ناتج عن الضغوط العالية من السوائل نفسها.يجب أيضًا أن تكون مادة الأنبوب متوافقة مع كل من الغلاف والسوائل الجانبية للأنبوب لفترات طويلة في ظل ظروف التشغيل (درجات الحرارة، الضغط، الرقم الهيدروجيني، إلخ) لتقليل التدهور مثل التآكل.تتطلب كل هذه المتطلبات اختيارًا دقيقًا لمواد الأنابيب القوية والموصلة للحرارة والمقاومة للتآكل وعالية الجودة.تشمل المعادن النموذجية المستخدمة في تصنيع أنابيب المبادلات الحرارية ما يلي: الفولاذ الكربوني، والفولاذ المقاوم للصدأ (الأوستنيتي، المزدوج، الحديدي، القابل للتصلب بالترسيب، المارتينسيتي)، الألومنيوم، سبائك النحاس، سبائك النحاس غير الحديدية، الإنكونيل، النيكل، هاستيلوي، التنتالوم، النيوبيوم والزركونيوم والتيتانيوم.
وقت النشر: 28 يوليو 2023