Какие типы труб обычно используются в теплообменниках?

В теплообменниках чаще всего используются простые цилиндрические «гладкие» трубы, расположенные в пучках внутри корпуса, хотя трубы с улучшенной поверхностью (например, оребренные) также используются, когда требуются более высокие скорости теплопередачи. Эти трубы обычно изготавливаются из коррозионно- и термостойких металлов, таких как медь, углеродистая сталь, нержавеющие стали (304/316L), медно-никелевые сплавы, титан, никелевые сплавы (Inconel, Hastelloy) или цирконий, выбор которых зависит от используемых жидкостей, давлений и температур. Пучки могут состоять из прямых труб, закрепленных в трубных решетках, или U-образных труб для компенсации теплового расширения, и предлагаются в диаметрах от примерно 0,625″ до 1,5″ (16–38 мм) с толщиной стенок в соответствии с отраслевыми стандартами.

Конструкции труб

Гладкие (ровные) трубы

• Описание: Цилиндрические трубы с гладкими внутренними и внешними поверхностями, обеспечивающие базовую производительность теплопередачи и простейшее изготовление.

• Применение: Стандартные в кожухотрубных теплообменниках для многих применений жидкость-жидкость или газ-жидкость.

Оребренные (улучшенные) трубы

• Описание: Трубы, оснащенные осевыми или винтовыми ребрами снаружи (или внутри), значительно увеличивающими площадь поверхности и турбулентность для повышения теплопередачи.

• Применение: Широко используются в воздухоохлаждаемых теплообменниках или когда одна сторона имеет низкий коэффициент конвекции.

Выбор материалов

• Углеродистая сталь и адмиралтейская латунь: Экономичные, умеренная производительность; используются в воде и при низком давлении.

• Медь и медно-никелевые сплавы: Отличная теплопроводность и коррозионная стойкость в морской или питьевой воде.

• Нержавеющие стали (304/316L, Duplex): Хорошая коррозионная стойкость для химических и пищевых применений.

• Никелевые сплавы (Inconel, Hastelloy): Высокотемпературные и высококоррозионные среды (например, кислота, хлориды).

• Титан и цирконий: Превосходная устойчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением и очень агрессивным средам, таким как морская вода или кислоты.

Конфигурации пучков

Неподвижная трубная решетка

Трубы привариваются или расширяются в неподвижных трубных решетках; просто, экономично, но ограничено в компенсации теплового расширения.

U-образная труба

Непрерывные «U»-образные изгибы позволяют компенсировать дифференциальное расширение между корпусом и трубой; легче справляться с тепловыми напряжениями, но сложнее чистить внутри изгиба.

Плавающая головка

Одна трубная решетка может свободно перемещаться, что позволяет полностью извлекать и осматривать пучок; идеально подходит для применений, требующих частой очистки.