O que é tubo de troca de calor

O que é um tubo trocador de calor?

Tubo trocador de calor é um dos componentes do trocador de calor. É um tubo de aço inserido no cilindro para permitir a troca de calor entre dois meios. Possui alta condutividade térmica e boas propriedades isotérmicas. É um dispositivo que pode transferir rapidamente energia térmica de um ponto a outro quase sem perda de calor. Portanto, é chamado de supercondutor de transferência de calor e sua condutividade térmica é milhares de vezes maior que a do cobre.

Formato do tubo de troca de calor

Além dos tubos lisos, vários tubos de transferência de calor aprimorados também podem ser usados ​​para o trocador de calor, como tubos com aletas, tubos roscados, tubos com ranhuras em espiral, etc. o diâmetro interno do tubo, as aletas do tubo aletado devem estar no lado com baixo coeficiente de transferência de calor.

Tamanho do tubo do trocador de calor

O tamanho comumente usado do tubo de troca de calor (diâmetro externo x espessura da parede) é principalmente Φ 19 mm x 2 mm., Φ tubos de aço sem costura de Φ 25 mm x 2,5 mm e Φ 38 mm x 2,5 mm e tubos de aço inoxidável de Φ 25 mm x 2 mm e Φ 38 mm x 2,5 mm. Os comprimentos de tubo padrão incluem 1,5, 2,0, 3,0, 4,5, 6,0, 9,0 m, etc. O uso de diâmetros de tubo pequenos pode aumentar a área de transferência de calor por unidade de volume, tornar a estrutura mais compacta, reduzir o consumo de metal e melhorar o coeficiente de transferência de calor.

Estima-se que os tubos de troca de calor dos trocadores de calor com o mesmo diâmetro podem mudar de Φ 25mm para Φ 19mm, aumentando a área de transferência de calor em cerca de 40% e economizando mais de 20% de metal.

No entanto, a resistência aos fluidos em diâmetros pequenos é elevada, o que dificulta a limpeza e provoca depósitos e bloqueios. Geralmente, tubos de grande diâmetro são usados ​​para líquidos viscosos ou sujos e tubos de pequeno diâmetro são usados ​​para líquidos mais limpos.

Material do tubo do trocador de calor

Os materiais comuns incluem aço carbono, aço de baixa liga, aço inoxidável, cobre, ligas de cobre-níquel, ligas de alumínio, titânio, etc. Além disso, existem alguns materiais não metálicos, como grafite, cerâmica, politetrafluoroetileno, etc. ser projetado de acordo com a pressão de trabalho, a temperatura e a corrosividade do meio podem ser selecionadas.

Distância central do tubo do trocador de calor

Fig.1 Disposição dos tubos de troca de calor
Conforme mostrado na Figura 1, as formas de disposição dos tubos de troca de calor na folha do tubo incluem principalmente triângulos equiláteros, quadrados e triângulos de canto equilátero e quadrados de canto. O arranjo de triângulo equilátero pode organizar o maior número de tubos na mesma área do tubo, por isso é o mais comumente usado, mas a parte externa do tubo não é fácil de limpar. Para facilitar a limpeza externa, podem ser usados ​​feixes de tubos quadrados ou de canto.

A distância central dos tubos de troca de calor deve garantir que a ponte do tubo (distância entre dois tubos adjacentes) seja suficientemente estável e larga quando o tubo estiver conectado à placa do tubo. Se o espaço do tubo precisar ser limpo, um canal de limpeza deverá ser mantido desobstruído.

A distância central dos tubos trocadores de calor não deve ser inferior a 1,25 vezes o diâmetro externo dos tubos trocadores de calor. A distância central entre os tubos de troca de calor mais comumente usados ​​é mostrada na tabela abaixo.

Distância central dos tubos trocadores de calor comuns (unidade: mm)

Como reparar o tubo de troca de calor no vaso de pressão

Ponto de vazamento no tubo do trocador de calor

O vazamento de tubos de troca de calor em vasos de pressão pode geralmente ocorrer em dois locais: primeiro, na conexão do tubo e, segundo, no próprio tubo.

Vazamento na conexão do tubo do trocador de calor

Existem três métodos principais de conexão entre o tubo e o tubo: alargamento, soldagem, soldagem e alargamento.

Devido às flutuações de temperatura e pressão e às diferenças desiguais de temperatura, o tubo de expansão é deformado, o tubo é puxado para fora da placa do tubo e afrouxado e vazando. Para eliminar o vazamento, uma expansão adicional pode ser realizada. Se isso não for possível, pode ser feito novamente. A expansão adicional não deve ocorrer mais de três vezes, caso contrário o material na abertura do espelho do tubo endurecerá a frio e vazará.

Se a tolerância de expansão for inválida, o tubo deverá ser substituído ou o método de soldagem aplicado.

Deve-se observar que a fileira de tubos ao redor precisa ser expandida novamente após a soldagem, pois após a soldagem, devido à expansão térmica e à contração a frio da chapa do tubo, as juntas de dilatação de outros tubos na área circundante irão vazar. No caso de vazamento de solda entre o tubo e o espelho, pode-se realizar retificação e soldagem de reparo.

Vazamento do próprio tubo do trocador de calor

Devido à corrosão, abrasão, erosão, corrosão em incrustações e outros motivos, ocorrem frequentemente vazamentos nos tubos do trocador de calor devido a rachaduras e perfurações.

Geralmente, o vazamento do próprio tubo não pode ser reparado. Se o número de tubos com vazamento for pequeno, as duas extremidades da abertura do tubo podem ser fechadas com tampões metálicos cônicos. Quando a pressão no lado do tubo é alta, a soldagem após o nivelamento é mais confiável.

O comprimento do tampão de metal é geralmente igual ao dobro do diâmetro interno do tubo, o diâmetro da extremidade pequena deve ser 85% do diâmetro interno e a conicidade deve ser 1:10.

A dureza do material do tampão deve ser menor ou igual à do tubo. Quando tampões de tubos são usados ​​para eliminar vazamentos, o número de tampões de tubos não deve exceder 10%.

Se uma extremidade do tubo do trocador de calor de aço inoxidável estiver danificada, o método de reparo puxando o tubo também pode ser usado porque o alongamento do tubo de aço inoxidável é de 40-45%. Se o alongamento total ao puxar o tubo não exceder 12%, o tubo poderá ser puxado várias vezes.