Ehilà! In qualità di fornitore di scambiatori di calore a fascio tubiero, ho ricevuto molte domande sul ruolo dei deflettori in questi scambiatori di calore. Quindi, ho pensato di scrivere questo blog per spiegartelo in modo semplice e facile da capire.
Prima di tutto, parliamo di cos’è uno scambiatore di calore a fascio tubiero. È un dispositivo che trasferisce il calore tra due fluidi, uno che scorre attraverso i tubi e l'altro che scorre all'esterno dei tubi all'interno di un guscio. È ampiamente utilizzato in vari settori come quello chimico, della produzione di energia e HVAC.
Veniamo ora alla star dello spettacolo: i deflettori. I deflettori sono essenzialmente piastre poste all'interno del mantello dello scambiatore di calore. Potrebbero sembrare semplici pezzi di metallo, ma svolgono un ruolo estremamente importante.
Una delle funzioni principali dei deflettori è quella di dirigere il flusso del fluido lato mantello. Senza i deflettori, il fluido nel guscio scorrerebbe semplicemente in modo rettilineo e laminare lungo la lunghezza del guscio. Ciò comporterebbe uno scarso trasferimento di calore perché il fluido avrebbe meno contatto con i tubi. Ma quando aggiungiamo i deflettori, costringono il fluido a fluire a zig zag attraverso i tubi. Ciò aumenta la turbolenza del fluido. Una maggiore turbolenza significa che il fluido si mescola costantemente, il che a sua volta porta una maggiore quantità di fluido a contatto con la superficie del tubo. Di conseguenza, il coefficiente di trasferimento del calore aumenta e otteniamo una migliore efficienza di trasferimento del calore.
Lasciate che vi faccia un'analogia. Pensa a un fiume. Se il letto del fiume è liscio, l'acqua scorre in linea retta e calma. Ma se nel fiume sono presenti delle rocce (come i nostri deflettori), l'acqua si agita e inizia a vorticare. Questo movimento vorticoso fa sì che l'acqua interagisca maggiormente con le rocce e la riva del fiume. In modo simile, i deflettori fanno sì che il fluido lato mantello interagisca maggiormente con i tubi, migliorando il trasferimento di calore.
Un altro ruolo importante dei deflettori è quello di supportare i tubi. I tubi in uno scambiatore di calore a fascio tubiero possono essere piuttosto lunghi e necessitano di una qualche forma di supporto per evitare che vibrino o cedano. I deflettori fungono da supporti per i tubi, mantenendoli in posizione. Ciò è particolarmente importante quando lo scambiatore di calore funziona in condizioni di flusso elevato o in presenza di fluttuazioni di pressione. Se i tubi non fossero adeguatamente supportati, potrebbero iniziare a vibrare, provocandone la rottura nel tempo. E il guasto del tubo è un grande no, perché può causare perdite e ridurre le prestazioni complessive dello scambiatore di calore.
I deflettori aiutano anche a controllare la distribuzione del flusso del fluido lato mantello. In uno scambiatore di calore, vogliamo che il fluido sia distribuito uniformemente attraverso l'involucro in modo che tutti i tubi ricevano la stessa quantità di trasferimento di calore. I deflettori aiutano a raggiungere questo obiettivo guidando il fluido verso diverse parti del guscio. Possono essere progettati in modo tale da creare diversi percorsi di flusso, garantendo che il fluido raggiunga tutti gli angoli del guscio e non si concentri solo in un'area.
Ora, esistono diversi tipi di deflettori e ogni tipo ha i suoi vantaggi. Un tipo comune è il deflettore segmentale. Si tratta di piastre semicircolari poste ad intervalli regolari lungo la lunghezza della conchiglia. Sono facili da produrre e sono molto efficaci nel creare turbolenza e dirigere il flusso del fluido. Un altro tipo è il deflettore a disco e ciambella. Come suggerisce il nome, è costituito da piatti a forma di disco e di ciambella. Questo tipo di deflettori può fornire una distribuzione del flusso più uniforme rispetto ai deflettori segmentali, ma sono un po' più complessi da produrre.
Quando progettiamo uno scambiatore di calore a fascio tubiero, dobbiamo considerare attentamente il numero, la spaziatura e il tipo di deflettori. Se abbiamo troppi deflettori, la caduta di pressione sul lato del guscio aumenterà. Un'elevata caduta di pressione significa che è necessaria più energia per pompare il fluido attraverso lo scambiatore di calore, il che può aumentare i costi operativi. D’altra parte, se i deflettori sono troppo pochi, l’efficienza del trasferimento di calore sarà bassa. Quindi, si tratta di trovare quel punto debole.
Lascia che ti parli di alcuni degli scambiatori di calore che offriamo. Abbiamo ilScambiatore di calore a guscio in tubo di titanio per scambiatore di calore a tubo per piscina. Questo scambiatore di calore è ottimo per le applicazioni in piscina. I tubi in titanio sono resistenti alla corrosione e i deflettori sono progettati per ottimizzare il trasferimento di calore per questo caso d'uso specifico.
Abbiamo anche ilScambiatore di calore a tubi freddi concentrici industriali. Questo è costruito per ambienti industriali in cui è richiesto un trasferimento di calore ad alte prestazioni. I deflettori di questo scambiatore di calore sono progettati per gestire portate elevate e garantire un raffreddamento efficiente.
E per coloro che necessitano di uno scambiatore di calore che soddisfi gli standard ASME, abbiamo la soluzioneASME Scambiatore di calore a fascio tubiero Scambiatore di calore tubolare. Questo scambiatore di calore è progettato e prodotto per soddisfare i rigorosi codici ASME e i deflettori sono parte integrante del suo design di alta qualità.
In conclusione, i diaframmi sono un componente cruciale degli scambiatori di calore a fascio tubiero. Migliorano l'efficienza del trasferimento di calore, supportano i tubi e controllano il flusso del fluido. Che tu operi nell'industria chimica, nella produzione di energia o in qualsiasi altro campo che richieda il trasferimento di calore, avere i deflettori giusti nel tuo scambiatore di calore può fare un'enorme differenza.
Se sei alla ricerca di uno scambiatore di calore a fascio tubiero e desideri saperne di più su come i nostri prodotti possono soddisfare le tue esigenze specifiche, non esitare a contattarci. Siamo qui per aiutarti a trovare la soluzione di scambiatore di calore perfetta per la tua applicazione.
Riferimenti
- Incropera, FP, DeWitt, DP, Bergman, TL e Lavine, AS (2007). Fondamenti di trasferimento di calore e di massa. Wiley.
- Shah, RK e Sekulic, DP (2003). Fondamenti di progettazione dello scambiatore di calore. Wiley – Interscienza.
