管壳式换热器,其结构简洁,操作可靠,是高温、高压下应用的理想选择。由壳体、传热管束、管板、折流板(挡板)和管箱等部件构成,壳体多为圆筒形,内部装有管束,两端固定在精心设计的管板上。其中冷热流体各自在不同的路径运行,一种在密封的管内循环,而另一种则在外部壳体中流动,以此来实现有效的能量交换。
为了增强外部流体的传热效率,我们通常会安装一系列挡板,这些挡板不仅能够提高流体速度,还能促使其通过更复杂的路径,从而增加湍流程度,有助于提升整体换热性能。此外,换热 管可以根据需要进行三角形或正方形排列,每一种排列方式都有其独特之处,比如等边三角形排列更加紧凑,但也意味着较高的地湍动和更好的传热效果;而正方形排列虽然易于清洗但可能导致结垢问题。
每次冷/暖液通过一个完整的一段管道被称为一个"pipe pass"或"heat transfer unit";同样地,每次它们穿过整个容器被称为一个"Baffle Pass"或"Baffle Flow Unit"。这种设计允许我们创建单个1-1型换热器,也就是说,它包含了单个Baffle Pass 和 Pipe Pass。而为了进一步优化系统性能,我们还可以通过添加隔离板将所有 pipe 分成几个组,让它们独立工作,这样做既减少了总共所需空间,又提高了整体效率。此外,在壳侧也可以添加垂直障碍物以加速 Baffle Flow,并增加它对 Baffles 的影响力。
这样的多重层级设计,不仅提供了高度灵活性,而且让我们能够应对各种需求,从而最大化地发挥设备潜力。在实际运用中,可以结合使用多个Pipe Pass和Baffle Flow Unit,以达到最佳状态。这项技术对于工业生产中的能量转移至关重要,它确保了一种安全且高效地进行温度控制的手段,使得许多工业过程成为可能。