Quais são os critérios de seleção dos tubos trocadores de calor e seus parâmetros estruturais

1. Seleção deTubo trocador térmicoParâmetros estruturais: Os tubos do permutador de calor podem ser tubos lisos, tubos roscados, tubos sulcados espirais, etc. Os seguintes fatores devem ser considerados ao selecionar tubos do permutador de calor:
(1) Diâmetro do tubo dos tubos do permutador de calor: Os diâmetros menores do tubo resultam em trocadores de calor mais compactos e mais baratos e podem obter uma melhor relação entre o coeficiente de transferência de calor e o coeficiente de resistência. No entanto, diâmetros menores do tubo levam a uma maior queda de pressão. Geralmente, os tubos do permutador de calor φ19mm são recomendados ao cumprir exigências permissíveis da gota da pressão. Para fluidos propensos a escamação, os tubos trocadores de calor de diâmetro externo φ25mm são usados para facilitar a limpeza. Para fluidos de processo com fluxo bifásico gás-líquido, geralmente são selecionados diâmetros de tubo maiores. Por exemplo, em reboilers e caldeiras, os tubos de diâmetro φ32mm e φ51mm são comumente usados. Os tubos do permutador de calor aquecidos diretamente pelo fogo usam frequentemente tubos do diâmetro do φ76mm.
(2) Comprimento dos tubos do permutador de calor: Na ausência de transferência térmica da mudança de fase, um tubo mais longo do permutador de calor aumenta o coeficiente da transferência térmica. Para a mesma área de transferência de calor, um tubo mais longo resulta em uma área de seção transversal menor, maior velocidade de fluxo e menos passagens do tubo, reduzindo assim o número de curvas no trocador de calor e consequentemente diminuindo a queda de pressão. Além disso, o custo por metro quadrado de superfície de transferência de calor é menor com tubos mais longos. No entanto, os tubos trocadores de calor excessivamente longos apresentam dificuldades. Portanto, um comprimento de tubo de 4-6 m é geralmente selecionado. Para trocadores de calor com grandes áreas de transferência térmica ou sem mudança de fase, pode ser usado um comprimento de tubo de 8-9 m.
(3) Arranjo e distância centro a centro dos tubos do permutador de calor: O arranjo dos tubos do permutador de calor no tubo. Há dois padrões principais do arranjo do tubo na placa do permutador de calor: quadrado e triangular. Arranjos triangulares são benéficos para alcançar o fluxo turbulento no lado da casca e permitem um maior número de tubos. Arranjos quadrados são benéficos para a limpeza do lado do casco. Para compensar suas respectivas desvantagens, arranjos quadrados girados em um determinado ângulo (ou seja, arranjos quadrados transpostos) e arranjos triangulares com canais de limpeza foram desenvolvidos. Arranjos concêntricos círculo são menos comumente usados e são geralmente empregados em trocadores de calor de pequeno diâmetro. O espaçamento do tubo é a distância entre os centros de dois tubos adjacentes. O espaçamento menor do tubo resulta em um dispositivo mais compacto, mas leva a folhas de tubo mais espessas, limpeza mais difícil e maior queda de pressão no lado do casco. Portanto, um intervalo de (1,25 ~ 1,5) é geralmente selecionado. Do (do é o diâmetro externo do tubo).

2. Seleção do número de passes do tubo e do tipo Shell-Side de tubos do permutador de calor
Os tubos do permutador de calor têm 1 a 8 passagens, com 1, 2 ou 4 passagens sendo comumente usadas. Aumentar o número de passagens do tubo aumenta a velocidade do fluxo dentro dos tubos e também aumenta o coeficiente de transferência térmica. No entanto, a velocidade do fluxo dentro dos tubos do trocador de calor é limitada por fatores como a queda de pressão nos tubos. As velocidades de fluxo comumente usadas na produção industrial são as seguintes: Água e fluidos similares geralmente têm uma velocidade de 1 a 2,5 m/s; para água de resfriamento em grandes condensadores, a velocidade pode ser aumentada para 3 m/s. As velocidades do gás e do vapor podem ser selecionadas dentro da escala de 8 a 30 m/s.

Os tipos do lado do casco podem ser classificados da seguinte forma:
Single-shell trocador de calor: O shell-side pode ser... Vários tipos de defletores são adicionados principalmente para aumentar a velocidade do fluido e aumentar a transferência de calor. Este é o tipo mais comumente usado de trocador de calor. Na operação a vácuo com condensação de componente único, os tubos podem ser movidos para o centro do reservatório.
Um trocador de calor de dois cascos com defletores longitudinais: Isso aumenta a velocidade do fluxo do lado do casco, melhora a eficiência térmica e é menos caro do que dois trocadores de calor em série.
Um trocador de calor de fluxo dividido: É adequado para altos caudais e requisitos de baixa queda de pressão. Os defletores podem ser placas perfuradas quando usados como condensadores.
Um trocador de calor de fluxo duplo: É adequado para baixa queda de pressão, quando a mudança de temperatura de um fluido é muito pequena em comparação com o outro e para situações com grandes diferenças de temperatura ou altos coeficientes de transferência de calor do lado do tubo.