مبدل حرارتی پوسته و لوله در صنایع مختلف برای انتقال حرارت بین سیالات استفاده می‌شود. از مزایای این مبدل‌ها می‌توان به انتقال بهینه حرارت، تحمل دبی‌ها و جریان‌ها بالا و امکان استفاده تحت فشار و دماهای بالا اشاره کرد. برای آشنایی بیشتر با مبدلهای حرارتی پوسته و لوله، انواع آن‌ها و کاربردهای متعدد آن‌ها در صنایع مختلف، در ادامه این مقاله با ما همراه باشید.
مبدل پوسته و لوله چیست؟
مبدل پوسته و لوله یکی از رایج‌ترین انواع مبدلهای حرارتی مورد استفاده در صنایع است. این مبدل حرارت را بین دو ماده سیال (مایع یا گاز) به گونه‌ای که سیالات با یکدیگر مخلوط نشوند انتقال می‌دهد. مبدل پوسته و لوله به طور کلی از یک پوسته (یک مخزن تحت فشار بزرگ) و مجموعه‌ای از لوله‌ها در داخل آن تشکیل شده است. اجزای این دستگاه به صورت جزئی عبارتند از:
- پوسته: ظرف استوانه‌ای بیرونی که مجموعه لوله‌ها را در خود جای داده است.
- لوله‌ها: لوله‌های کوچکی که ماده سیال سمت لوله در آن‌ها حرکت می‌کند.
- صفحات لوله‌ها: صفحاتی که لوله‌ها را در دو انتها ثابت نگه می‌دارند.
- موانع: صفحاتی درون پوسته که جریان سیال سمت پوسته را به صورت متقاطع بر روی لوله‌ها هدایت می‌کنند تا انتقال حرارت بهبود یابد.
- درگاه‌های ورودی و خروجی: برای هر دو سیال سمت پوسته و سمت لوله.
- کلاهک‌های جلو و عقب: درپوش‌های انتهایی که سیال سمت لوله را توزیع می‌کنند.
نحوه کار این مبدل این گونه است که یک جریان سیال از سمت لوله‌ها داخل می‌شود و سیال دیگر از لوله‌ها خارج شده و به پوسته وارد می‌شود. حرارت از سیال گرم‌تر به سیال سردتر از طریق دیواره‌های لوله‌ها منتقل می‌شود. موانع درون پوسته تلاطم را افزایش داده و انتقال حرارت را بهینه می‌کند.
انواع مبدل پوسته و لوله
مبدلهای پوسته و لوله بر اساس طراحی، کاربرد و روش نگهداری به چند نوع تقسیم می‌شوند که مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:
- مبدل با صفحه لوله ثابت: در این نوع مبدل صفحات لوله به پوسته جوش داده یا پیچ شده‌اند. این ساختار ساده و کم‌هزینه، اما تعمیر و تمیز کردن لوله‌ها سخت است. کاربرد این مبدل‌ها در سیستم‌هایی است که در آن‌ها اختلاف دمای بین دو سیال کم است (بدون انبساط حرارتی زیاد). در صنایع شیمیایی و پتروشیمی از این نوع مبدل استفاده می‌شود.
- مبدل با لوله U شکل: فقط یک صفحه لوله دارد. لوله‌ها در این مبدل به شکل U خم شده‌اند، و امکان انبساط حرارتی را ایجاد می‌کنند. به همین دلیل مبدل با لوله U شکل برای دماهای بالا مناسب است. تمیز کردن لوله‌ها در این نوع مبدل نیز به دلیل شکل لوله‌ها، سخت است. کاربرد این روش در مبدلهای بخار و سیستم‌هایی با فشار و دمای بالاست.
- مبدل با سر شناور: در ساختار مبدل شناور یک صفحه لوله ثابت و یک صفحه لوله آزاد است و حرکت می‌کند، و امکان انبساط حرارتی را ایجاد می‌کند. همچنین موجب دسترسی راحت به لوله‌ها و در نتیجه تعمیر و نگهداری آسان می‌شود. از طرفی به دلیل طراحی پیچیده، هزینه بالاتری نیز دارد. کاربرد آن در صنایع نفت و گاز و فرایندهایی با اختلاف دمای بالا بین دو سیال است.
کاربردهای مبدل پوسته و لوله در صنایع مختلف
مبدلهای پوسته و لوله در صنایع متنوعی استفاده می‌شوند که در اینجا به کاربردهای هر یک به تفکیک صنایع، اشاره می‌کنیم.
- صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
- مبدل ثابت: مبادله گرما بین سیالات با دمای پایین تا متوسط و کاربرد در خطوط تقطیر و راکتورهای شیمیایی.
- مبدل با سر شناور: پالایش نفت خام و فرایندهای کراکینگ و فرمینگ.
- مبدل با لوله U شکل: مبدلهای بازیابی حرارت در واحدهای تقطیر و گرمایش سیالات با دمای بسیار بالا
- صنایع نیروگاهی و بخار
- مبدل با لوله U شکل: کاربرد در دیگ‌های بخار، کندانسورهای توربین و سیستم‌های بازیابی حرارت.
- مبدل با سر شناور: خنک‌کننده‌های آب تغذیه و کندانسورهای فشار بالا.
- صنایع غذایی و دارویی
- مبدل ثابت: پاستوریزاسیون شیر و آبمیوه و نیز گرمایش روغن‌های خوراکی.
- صنایع شیمیایی و کودسازی
- مبدل با سر شناور: تولید آمونیاک و اوره و خنک‌کننده‌های اسید سولفوریک.
- صنایع HVAC و تبرید
- مبدلهای ثابت: چیلرهای آب خنک و کندانسورهای سیستم‌های تهویه.
- مبدل با لوله U شکل: مبدلهای حرارتی زمین‌گرمایی.
- صنایع دریایی و کشتی‌سازی
- مبدل با سر شناور: کاربرد در خنک‌کننده‌های آب شور در موتورهای کشتی و نیز در سیستم‌های تبخیر آب دریا.
پایا فولاد پردیس ارائه دهنده مبدل حرارتی پوسته و لوله
شرکت پایا فولاد پردیس در سال 1400 تاسیس شده است و با بهره‌گیری از تجربه پرسنل متخصص در زمینه ساخت انواع تجهیزات صنعتی، از جمله مبدلهای حرارتی، فعالیت می‌کند. پایا فولاد پردیس بر پایه استانداردهای معتبر در این سال‌ها در خدمت صنایع کوچک و همچنین صنایع مادر مانند صنایع فولاد، نفت، پتروشیمی و گاز بوده است. از جمله خدمات متعدد شرکت پایا فولاد پردیس می‌توان به طراحی ساخت و اجرای انواع سازه‌های فلزی و انواع سازه‌ها و تجهیزات صنعتی اشاره کرد. در صورتی که شما به مبدل حرارتی پوسته و لوله احتیاج دارید، می‌توانید برای تهیه آن به پایا فولاد پردیس با تجربه بیش از 160 پروژه و بیش از 600 تن تولید سالانه، اعتماد نمایید.
