Penukar panas shell dan tube direkayasa menggunakan parameter desain komputer yang canggih dan teknis. Komponen alat tersebut antara lain shell, shell cover, tube, channel, channel cover, tube sheet, baffle, dan nozzles. Spesifikasi dan standar STHE telah ditetapkan oleh Tubular Exchanger Produsen Association (TEMA).
Sebelum memproduksi penukar panas shell and tube, ada beberapa data yang dibutuhkan produsen seperti laju aliran, suhu masuk dan keluar, tekanan, penurunan tekanan, faktor resistansi, sifat fisik zat yang akan diproses, ukuran saluran, dan cangkang. diameter. Selain faktor-faktor dasar ini, terdapat pula persyaratan teknis yang digunakan untuk menentukan proses terbaik dalam menghasilkan penukar panas yang tepat untuk aplikasi tersebut.
Kerang
Cangkang penukar panas shell and tube terbuat dari pipa atau pelat logam yang dilas menggunakan bahan yang tahan suhu ekstrim dan tahan korosi. Cangkang bagian dalam harus berbentuk bulat dengan diameter yang konsisten untuk meminimalkan ruang antara tepi luar yang tersekat dan cangkang.
Saluran atau Kepala
Jenis saluran atau head bergantung pada penggunaan penukar panas shell and tube, dengan head jenis bonnet menjadi yang paling umum untuk digunakan dalam aplikasi di mana head tidak harus sering dilepas. Saluran penutup yang dapat dilepas, yang diperlukan untuk pemeliharaan, diberi flensa atau dilas. Jika pemeriksaan saluran dan pipa sering diperlukan, penutup saluran yang dapat dilepas diperlukan.
Tabung
Tabung penukar panas shell and tube dilas atau diekstrusi dan terbuat dari baja karbon, baja tahan karat, titanium, Inconel, atau tembaga. Diameter tabung {{0}},625 inci (16mm), 0,75 inci (19mm), atau satu inci (25mm) digunakan dalam penukar panas kompak. Ketebalan tabung dipilih berdasarkan tekanan, suhu, tekanan termal, dan ketahanan terhadap korosi pada panjang 6 hingga 24 kaki atau 2 meter hingga 7 meter. Tabung yang lebih panjang mengurangi diameter cangkang dan mengakibatkan penurunan tekanan cangkang yang tinggi.
Lembar Tabung
Lembaran tabung adalah suatu pelat atau lembaran yang dilubangi untuk memasukkan pipa atau tabung dan dirancang untuk menopang tabung pada kedua ujung cangkang silinder. Cangkangnya melampaui lembaran tabung dan disegel pada kedua ujungnya untuk membentuk ruang tertutup yang ditutupi oleh kepala.
Sambungan Ekspansi
Tujuan dari penukar panas adalah untuk menukar panas dari zat panas di satu sisi penukar dengan zat dingin di sisi lain. Oleh karena itu, unit sering kali terkena rentang suhu yang luas.
Bahan yang dipanaskan akan bertambah panjang, sedangkan bahan yang didinginkan akan menyusut. Jika tidak ada kelonggaran untuk ekspansi dan kontraksi, material dalam penukar dapat mengalami tekanan hingga mencapai titik kegagalan. Hal ini biasanya mengakibatkan tabung tertekuk atau terkoyak dari lembaran tabung, namun juga dapat menyebabkan tertekuknya cangkang atau distorsi sambungan nosel. Semua efek samping ini membahayakan integritas penukar, sehingga berpotensi membuatnya tidak aman untuk dioperasikan.
Di sinilah peran sambungan ekspansi. Elemen fleksibel ini dibuat untuk menahan perubahan suhu dan tekanan.
Shell and Tube Heat Exchanger, dengan sambungan ekspansi, dari Enerquip, LLC
Pitch Tabung
Tube pitch adalah jarak dari pusat tabung ke pusat tabung yang berdekatan. Tabung disusun dalam pola segitiga atau persegi dengan konfigurasi pola persegi yang paling mudah dibersihkan dan menghasilkan turbulensi paling sedikit. Susunan pitch persegi memungkinkan uap naik di antara tabung, suatu keuntungan dibandingkan pipa persegi persegi yang berbentuk segitiga dan diputar.
membingungkan
Baffle digunakan untuk mengarahkan aliran pada sisi shell dan tube sedemikian rupa sehingga kecepatan fluida meningkat cukup untuk mencapai koefisien perpindahan panas yang tinggi dan secara signifikan mengurangi pengotoran, yaitu ketika bahan yang tidak diinginkan terbentuk pada permukaan perpindahan panas. Akumulasi fouling meningkatkan resistensi perpindahan panas dan menyebabkan kinerja penukar panas yang buruk. Pada penukar panas shell dan tube horizontal, baffle menopang tube dan mencegah kerusakan akibat kendur atau getaran.
Tie Rod dan Spacer
Batang pengikat dan pengatur jarak adalah penopang dan komponen struktural yang dirancang untuk menahan baffle pada tempatnya serta menjaga ruang di antara baffle. Jumlah batang dan penjarak ditentukan oleh jumlah penyekat dan diameter cangkang. Batang pengikat disekrup ke lembaran tabung dan memanjangkan panjang bundel hingga penyekat terakhir.