¿Cuáles son los criterios de selección para los tubos del intercambiador de calor y sus parámetros estructurales

1. Selección deTubo del cambiador de calorParámetros estructurales: los tubos intercambiadores de calor pueden ser tubos lisos, tubos roscados, tubos ranurados en espiral, etc. Se deben considerar los siguientes factores al seleccionar los tubos intercambiadores de calor:
(1) Diámetro del tubo de los tubos intercambiadores de calor: diámetros de tubo más pequeños dan como resultado intercambiadores de calor más compactos y más baratos, y pueden lograr una mejor relación entre el coeficiente de transferencia de calor y el coeficiente de resistencia. Sin embargo, diámetros de tubo más pequeños conducen a una mayor caída de presión. Generalmente, los tubos del cambiador de calor de φ 19mm se recomiendan mientras que cumplen requisitos permisibles de la caída de presión. Para los líquidos propensos a escalar, los tubos del cambiador de calor del diámetro externo de φ 25mm se utilizan para una limpieza más fácil. Para fluidos de proceso con flujo bifásico gas-líquido, generalmente se seleccionan diámetros de tubo más grandes. Por ejemplo, en rehervidores y calderas, los tubos de diámetro φ 32mm y φ 51mm se usan comúnmente. Los tubos del intercambiador de calor calentados directamente por el fuego a menudo usan tubos de diámetro φ 76mm.
(2) Longitud de los tubos del intercambiador de calor: en ausencia de transferencia de calor por cambio de fase, un tubo intercambiador de calor más largo aumenta el coeficiente de transferencia de calor. Para la misma área de transferencia de calor, un tubo más largo da como resultado un área de sección transversal de flujo más pequeña, mayor velocidad de flujo y menos pasos de tubo, reduciendo así el número de curvas en el intercambiador de calor y, en consecuencia, disminuyendo la caída de presión. Además, el coste por metro cuadrado de superficie de transferencia de calor es menor con tubos más largos. Sin embargo, tubos de intercambiador de calor excesivamente largos plantean dificultades de fabricación. Por lo tanto, generalmente se selecciona una longitud de tubo de 4-6 m. Para intercambiadores de calor con grandes áreas de transferencia de calor o sin cambio de fase, se puede usar una longitud de tubo de 8-9 m.
(3) Disposición y distancia de centro a centro de los tubos del intercambiador de calor: la disposición de los tubos del intercambiador de calor en el tubo. Hay dos patrones principales de disposición de tubos en la placa del intercambiador de calor: cuadrado y triangular. Las disposiciones triangulares son beneficiosas para lograr un flujo turbulento en el lado de la carcasa y permiten un mayor número de tubos. Las disposiciones cuadradas son beneficiosas para la limpieza del lado de la carcasa. Para compensar sus inconvenientes respectivos, se han desarrollado disposiciones cuadradas giradas en un cierto ángulo (es decir, disposiciones cuadradas transpuesto) y disposiciones triangulares con canales de limpieza. Las disposiciones de círculos concéntricos se usan menos comúnmente y generalmente se emplean en intercambiadores de calor de diámetro pequeño. El espaciado de tubo es la distancia entre los centros de dos tubos adyacentes. Una separación de tubo más pequeña da como resultado un dispositivo más compacto pero conduce a láminas de tubo más gruesas, una limpieza más difícil y una mayor caída de presión en el lado de la carcasa. Por lo tanto, generalmente se selecciona un rango de (1,25 ~ 1,5). Do (do es el diámetro exterior del tubo).

2. selección del número de pasos del tubo y del tipo del Shell-lado de tubos del cambiador de calor
Los tubos intercambiadores de calor tienen de 1 a 8 pasadas, siendo comúnmente usadas 1, 2 o 4 pasadas. El aumento del número de pasos del tubo aumenta la velocidad de flujo dentro de los tubos y también aumenta el coeficiente de transferencia de calor. Sin embargo, la velocidad de flujo dentro de los tubos intercambiadores de calor está limitada por factores tales como la caída de presión a través de los tubos. Las velocidades de flujo comúnmente utilizadas en la producción industrial son las siguientes: El agua y los fluidos similares generalmente tienen una velocidad de 1 a 2,5 m/s; para el agua de enfriamiento en condensadores grandes, la velocidad se puede aumentar a 3 m/s. Las velocidades de gas y vapor pueden seleccionarse dentro del intervalo de 8 a 30 m/s.

Los tipos del lado de la concha se pueden clasificar ampliamente de la siguiente manera:
Intercambiador de calor de una sola carcasa: el lado de la carcasa puede ser... Se agregan varios tipos de deflectores principalmente para aumentar la velocidad del fluido y mejorar la transferencia de calor. Este es el tipo de intercambiador de calor más comúnmente utilizado. En la operación de vacío con condensación de un solo componente, los tubos se pueden mover al centro de la carcasa.
Un intercambiador de calor de dos conchas con deflectores longitudinales: Esto aumenta la velocidad de flujo del lado de la concha, mejora la eficiencia térmica y es menos costoso que dos intercambiadores de calor en serie.
Un intercambiador de calor de flujo dividido: es adecuado para altos caudales y bajos requisitos de caída de presión. Los deflectores pueden ser placas perforadas cuando se usan como condensadores.
Un intercambiador de calor de doble flujo dividido: es adecuado para una baja caída de presión, cuando el cambio de temperatura de un fluido es muy pequeño en comparación con el otro, y para situaciones con grandes diferencias de temperatura o altos coeficientes de transferencia de calor del lado del tubo.