Schimbătoare de căldură cu fascicol de țevi

Aceste schimbatoare sunt cele mai utilizate in industrie. In constructie clasica un astfel de aparat este construit dintr-un fascicol de tevi, fixat la capete in orificiile a doua discuri metalice, denumite placi tubulare. Fascicolul de tevi este inchis intr-o manta cilindrica, prevazuta cu racorduri de intrare si de iesire a fluidului. Se creaza astfel doua spatii de circulatie pentru cele doua fluide: un spatiu in interiorul tevilor, denumit spatiul tubular sau intratubular si un spatiu intre manta si exteriorul tevilor, denumit spatiul intertubular. Spatiul tubular este inchis de doua capace prevazute, fiecare, cu cate un racord. Spatiul dintre placile tubulare si capace formeaza camera de distributie, respectiv camera de colectare a fluidului care circula prin tevi

Operatiile trasferului de caldura si de difuzie si utilaje specifice.

Dispunere tevilor pe placa tubulara se poate face pe hexagoane sau cercuri concentrice). Fixarea tevilor in placa tubulara se realizeaza prin mandrinare sau prn sudare.

Placile tubulare se fixeaza de manta prin prindere cu suruburi intre doua flanse sau prin sudarea lor directa pe manta Dimensionarea tehnologica a schimbatoarelor de caldura cu fascicol de tevi

Principalele dimensiuni tehnologice ale unui schimbator de caldura multitubular sunt diametrul si inaltimea (lungimea). Diametrul schimbatorului, D, depinde de numarul de tevi iar inaltimea sau lungimea sa depinde de lungimea tevilor, l. Aceste dimensiuni tehnologice se determina din suprafata de transfer de caldura, care pentru acest tip de schimbator este data de relatia:

mQAndKT==⋅π⋅⋅⋅Δ (VI.9)

in care, n, este numarul de tevi iar d, este diametrul tevilor.

Examinand relatia se constata ca aceasta contine trei marimi necunoscute: numarul de tevi, diametrul si lungimea tevilor. Doua dintre aceste marimi se adopta iar cea de-a treia se calculeaza din relatia (VI.9). Diametrul tevilor se adopta in functie de fluidul care trece prin tevi. Daca prin tevi circula un lichid se recomanda ca diametrul interior Operatiile trasferului de caldura si de difuzie si utilaje specifice

tevilor sa fie cuprins intre 15-30 mm iar daca prin tevi circula un gaz sau vapori se adopta diametrul in jur de 50 mm. Cea de-a doua marime care se adopta depinde de modul in care se realizeaza schimbul de caldura intre fluidele care circula prin schimbator. Din acest punct de vedere exista doua situatii distincte:

- cand cel putin unul dintre fluide nu isi modifica starea de agregare in schimbator;

- cand ambele fluide isi modifica starea de agregare in schimbator.

Atunci cand cel putin unul dintre fluide nu isi schimba starea de agregare in schimbator, cea de-a doua marime care se adopta este numarul de tevi, n. Deoarece in cazul in care fluidul nu isi schimba starea de agregare, valoarea coeficientului individual de transfer de caldura, , depinde de regimul de curgere, numarul de tevi se adopta indirect astfel: se adopta o valoare convenabila a criteriului Reynolds, pentru fluidul care curge prin tevi, din care se calculeaza viteza in tevi, v: α

Revd⋅η=ρ⋅ (VI.10)