گام لوله در مبدل حرارتی پوسته و لوله

لوله مبدل حرارتی پوسته و لوله:
لوله یا به طور دقیق تر «تیوب» (Tube)، از مهم ترین اجزای مبدل های حرارتی پوسته و لوله به شمار می رود که وظیفه تامین سطح مورد نیاز برای انتقال حرارت، بین سیالات را بر عهده دارد. لوله های مبدل های حرارتی پوسته و لوله، معمولا از جنس مس یا آلیاژهای فولادی با اتصالات بدون درز یا جوشی هستند.

لوله هایی از جنس نیکل، تیتانیوم یا آلومینیومی، معمولا برای کاربری های خاص استفاده می شوند. ساخت لوله های بدون درز طی فرآیند اکستروژن و ساخت لوله های جوشی طی فرآیند نورد انجام می گیرد. لوله های جوشی، صرفه اقتصادی بیشتری دارند.

سطح خارجی لوله های مبدل های حرارتی پوسته و لوله، از نوع ساده یا پره دار است. لوله پره دار، برای سیالاتی با ضریب انتقال حرارتی بسیار پایین مورد استفاده قرار می گیرد. سطوح این لوله، مساحت انتقال حرارت سیالات را نسبت به سطوح لوله ساده، دو تا چهار برابر بیشتر می کنند.

قطر لوله های مبدل حرارتی پوسته و لوله معمولا برابر 16 میلی متر، 19 میلی متر و 25 میلی متر است. امکان استفاده از لوله های کوچک تر از این ابعاد نیز وجود دارد. با این وجود، هر چه قطر لوله کمتر باشد، تمیزکاری آن دشوارتر خواهد بود.

لوله های دارای قطر بزرگ تر، به منظور سهولت تمیزکاری یا کاهش افت فشار مورد استفاده قرار می گیرند. ضخامت دیواره لوله های مبدل حرارتی پوسته و لوله بین 1.65 میلی متر تا 2.76 میلی متر تغییر می کند.

ضخامت های پایین، در هنگام استفاده از لوله هایی از جنس مواد نسبتا گران (مانند تیتانیوم) انتخاب م‍‍ی شوند. به مجموعه لوله های درون مبدل، «باندل» (Bundle) می گویند.

آرایش لوله مبدل حرارتی پوسته و لوله:
آرایش لوله های مبدل های حرارتی پوسته و لوله، به صورت مثلثی (30 یا 60 درجه) و مربعی (عادی یا دوران یافته) است. آرایش مربعی، در شرایطی مورد استفاده قرار می گیرد که نیاز به تمیزکاری مکانیکی سطح لوله ها باشد. در طرف مقابل، آرایش مثلثی، امکان استفاده از تعداد لوله های بیشتر در فضای برابر را فراهم می کند.

گام لوله در مبدل حرارتی پوسته و لوله:
به نزدیک ترین فاصله بین مرکز لوله ها، «گام» (Pitch) می گویند. این فاصله، معمولا بین 1.25 تا 1.33 برابر قطر خارجی لوله ها است. گام لوله، بر روی افت فشار و سرعت سیال در سمت پوسته تأثیر می گذارد.

الگوی گام لوله در اغلب موارد به صورت مثلثی است. این الگو، باعث افزایش میزان انتقال حرارت و تراکم ساختار مبدل می شود. با این وجود، تمیزکاری مکانیکی مبدل های پوسته لوله با الگوی مربعی ساده تر است.