Bounds de tube pour échangeurs de chaleur refroidis à l'eau
Les faisceaux de tubes sont un élément essentiel des échangeurs de chaleur refroidis par eau, qui sont largement utilisés dans diverses industries pour transférer la chaleur entre les liquides. Le faisceau de tube se compose d'une série de tubes à travers lesquels un fluide coule, tandis que l'autre fluide (généralement l'eau) circule autour des tubes pour faciliter l'échange de chaleur.
Composants clés des faisceaux de tubes
Tubes:
Matériau: Les tubes sont généralement fabriqués à partir de matériaux à haute conductivité thermique et résistance à la corrosion, tels que:
Cuivre
Acier inoxydable
Titane
Carbone
Alliages nickel
Forme: Les tubes sont généralement cylindriques, mais peuvent également être améliorés avec des ailettes ou d'autres modifications de surface pour améliorer le transfert de chaleur.
Taille: les diamètres et les longueurs du tube varient en fonction de l'application, avec des tailles communes allant de 1/4 de pouce à 2 pouces de diamètre.
Feuilles de tube:
Les feuilles de tube sont des plaques épaisses qui maintiennent les tubes en place et séparent les deux fluides.
Ils sont souvent fabriqués à partir du même matériau que les tubes ou un matériau compatible pour empêcher la corrosion galvanique.
Baffles:
Des chicanes sont installées à l'intérieur de la coque pour diriger l'écoulement du fluide côté coquille (généralement de l'eau) à travers les tubes, améliorant le transfert de chaleur et empêchant les vibrations.
Types de bundles de tube
Feuille de tube fixe:
La feuille de tube est soudée directement sur la coque.
Simple et rentable mais moins adapté aux applications avec de grandes différences de température.
Boulage de tube en U:
Les tubes sont pliés en forme de U, permettant une expansion thermique.
Couramment utilisé dans des applications à forte contrainte thermique.
Tête flottante:
Une extrémité du faisceau de tube est autorisée à se déplacer librement pour s'adapter à l'expansion thermique.
Idéal pour les applications à haute température.
Tête flottante à traction:
Semblable à la conception de la tête flottante, mais permet un entretien et un nettoyage de tube plus faciles.
Considérations de conception
Efficacité de transfert de chaleur:
Le diamètre du tube, la longueur et le matériau ont un impact sur les taux de transfert de chaleur.
Les surfaces améliorées (par exemple, les tubes à ailettes) peuvent améliorer l'efficacité.
Compatibilité des fluides:
La sélection des matériaux doit tenir compte de la corrosion, de l'encrassement et de la chimie des fluides.
Chute de pression:
La disposition du tube et la conception de défilé affectent la chute de pression et la distribution du débit.
Extension thermique:
Les conceptions doivent s'adapter à une expansion thermique pour éviter la défaillance mécanique.
Enfant:
L'espacement des tubes et la sélection des matériaux devraient minimiser l'encrassement, en particulier dans les systèmes refroidis par eau.
Applications
Centrales électriques: refroidissement des condenseurs et autres équipements.
Traitement chimique: récupération de chaleur et refroidissement des processus.
Huile et gaz: Hydrocarbures de refroidissement et autres liquides.
Systèmes CVC: refroidisseurs et tours de refroidissement.
Processus industriels: machines de refroidissement et fluides de processus.
