محول حرارة أنبوبي U - أنبوب حزمة مخصصة لمصافي النفط

نظرة عامة

المبادل الحراري الأنبوبي هو نوع من المبادل الحراري الذي يستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات لنقل الحرارة الفعال بين سوائل. في المبادل الحراري الأنبوبي ،واحد من السوائل يتدفق داخل الأنابيب بينما السوائل الأخرى تتدفق حول خارج الأنابيبهذا التصميم يسمح بمساحة سطحية كبيرة لنقل الحرارة، مما يجعلها وسيلة فعالة لتبادل الحرارة بين السوائل.

المبادلات الحرارية الأنبوبية تأتي في تشكيلات مختلفة ، مثل المبادلات الحرارية للقشرة والأنابيب ، ومبادلات الحرارة المزدوجة للأنابيب ، ومبادلات الحرارة متعددة الأنابيب.تستخدم في التطبيقات التي تتضمن درجات حرارة عالية وضغوط، مثل المعالجة الكيميائية، وتوليد الكهرباء، وأنظمة HVAC.

أنواع مبادلات الحرارة الأنبوبية:

• مبادلة حرارة ثابتة للأنابيب

هذا النوع من مبادلات الحرارة لديه لوحة أنبوب متكاملة والغلاف.يمكن إضافة حلقة تعويض (أو مفصل التوسع) في موقع مناسب على الغلاف لتعويض المشاكل الناجمة عن التوسع الحراريهذا النوع من مبادلات الحرارة لديه بنية بسيطة وسعر منخفض نسبيا، ولكن التنظيف والصيانة صعبة نسبيا، مما يجعلها مناسبة للسوائل التي ليست عرضة للتقليص.

• مقايضات حرارة أنبوبية على شكل U

كل أنبوب على شكل حرف U، ومدخل وخارج السائل موجودان على جانبييسمح لكل أنبوب بالتوسع والتقلص بحرية لحل مشكلة التوسع الحراريهذا النوع من مبادلات الحرارة لديه بنية بسيطة، وخفيفة الوزن، ومناسبة لظروف درجة الحرارة العالية والضغط العالي.تنظيف جانب الأنبوب صعب نسبياً ويتطلب استخدام سوائل لا يمكن تقليصها بسهولة.

• مبادلة حرارة رأس عائمة

هذا النوع من مبادلات الحرارة الأنابيبية لديها ألواح أنابيب في كلا الطرفين، و نهاية واحدة ليست متصلة إلى الغلاف، والتي تسمى رأس عائمة. عندما يتم تسخين خط الأنابيب،يمكن أن تتوسع الرأس العائمة بحرية وتتقلص على طول الاتجاه المحوري لمواجهة الإجهاد الناجم عن فرق درجة الحرارةهذا النوع من مبادلات الحرارة له بنية معقدة، ولكن من السهل نسبيا تنظيف وصيانة، ويمكن استخدامها في مجموعة واسعة من مجالات التطبيق.الرؤوس العائمة الصغيرة قد تعاني من تسرب داخلي، مما أدى إلى ارتفاع الأسعار.

مزايا المبادلات الحرارية الأنبوبية:

• تكلفة صيانة منخفضة
• ضغط العمل العالي
• درجة حرارة عمل عالية
• معالجة المنتجات الجسيمية أو الألياف
• فحص و تفكيك سهل
• أمان عال في العمليات العفوية
• سهل التكبير

مبادلة حرارة أنبوبية (مبادلة حرارة صفيحة أنبوب ثابتة) التكوين الداخلي

كما يوحي الاسم ، يتم توصيل ألواح الأنبوب والغلاف في كلا الطرفين من مبادل حرارة لوحة الأنبوب الثابت وتثبيته عن طريق اللحام. غالبًا ما يشار إلى هذا النوع باسم مبادل حرارة أنبوبي.بسبب تثبيت لوحات الأنبوب في كلا الطرفين، لا يمكن تنظيف جانب الغلاف ميكانيكياً ولا يمكن استخدامه في حالات وجود اختلافات درجة حرارة كبيرة لتجنب تلف الإجهاد.لا يزال لا يمكن أن يمنع التطبيق على نطاق واسع من هذا النوع من مبادلات الحرارة، في نهاية المطاف بسبب تصنيعها البسيط، والاقتصاد الجيد، والأداء الأولي الممتاز.

التطبيق:

• أنظمة التدفئة والتهوية: المبادلات الحرارية هي مكونات أساسية في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء.أنها تنقل الحرارة بين الهواء والسائل (مثل الماء أو المبرد) إلى إما تسخين أو تبريد المساحات الداخلية.
• العمليات الصناعية: تتطلب العديد من العمليات الصناعية تحكم دقيق في درجة الحرارة. يتم استخدام مبادلات الحرارة لتنظيم درجات الحرارة في المعالجة الكيميائية، وتكرير النفط، وتوليد الطاقة،المعالجة الغذائية، والإنتاج الصيدلي.
• التبريد والتبريد: تلعب محولات الحرارة دوراً حاسماً في دورات التبريد، حيث تقوم بنقل الحرارة من المبرد إلى البيئة الخارجية، وبالتالي تبريد المساحة الداخلية.
• الطاقة المتجددة:يتم استخدام مبادلات الحرارة في أنظمة الطاقة المتجددة مثل جمع الطاقة الحرارية الشمسية ومحطات الطاقة الحرارية الأرضية لنقل الحرارة من المصادر المتجددة إلى الوسائط المستخدمة مثل الماء أو الهواء.
• السيارات: في المركبات ، يتم استخدام مبادلات الحرارة في أنظمة التبريد لتنظيم درجة حرارة المحرك عن طريق نقل الحرارة من سائل التبريد إلى الهواء عبر المشعلات.
• استرداد الحرارة النفايات: يمكن للمبادلات الحرارية التقاط واستعادة استخدام الحرارة النفايات من العمليات الصناعية أو غازات العادم ، مما يحسن كفاءة استخدام الطاقة ويقلل من تكاليف التشغيل.
• الأجهزة المنزلية: توجد في الأجهزة المنزلية مثل الثلاجات ومكيفات الهواء وسخانات المياه ، حيث تسهل نقل الحرارة للحفاظ على درجات الحرارة المطلوبة.
• مضخات الحرارة: تستخدم هذه الأجهزة مبادلات حرارة لنقل الحرارة بين البيئات الداخلية والخارجية لأغراض التدفئة أو التبريد في المباني السكنية والتجارية.