Co to jest rura wymiennika ciepła?

Rura wymiennika ciepła (powszechnie nazywana również rurą wymiennika ciepła) to rura wytrzymująca ciśnienie, specjalnie zaprojektowana do transportu jednego z dwóch płynów, których energia cieplna jest wymieniana. Rury te stanowią rdzeń wymienników ciepła płaszczowo-rurowych, rurowych typu U lub płytowo-rurowych i muszą łączyć doskonałą wydajność wymiany ciepła z wytrzymałością mechaniczną i odpornością na korozję.

1. Podstawowa funkcja

• Kanał dla płynu: Przewodzi płyn po stronie rury (gorący lub zimny), podczas gdy płyn zewnętrzny przepływa wokół rur (po stronie płaszcza).

• Powierzchnia wymiany ciepła: Cienkie ścianki i materiał o wysokiej przewodności cieplnej maksymalizują szybkość wymiany ciepła między dwoma płynami.

2. Kluczowe cechy konstrukcyjne

• Grubość ścianki i średnica

  • Cienkie ścianki (często 1–5 mm) w celu zminimalizowania oporu cieplnego

  • Zakres średnicy zewnętrznej zazwyczaj od ½ cala do 2½ cala (10 mm–60 mm), w zależności od konstrukcji wymiennika

• Wykończenie powierzchni

  • Gładkie wnętrze w celu zmniejszenia zanieczyszczeń i spadku ciśnienia

  • Czasami ulepszone (np. żebrowane lub karbowane) w celu zwiększenia współczynników wymiany ciepła

• Ciśnienie i temperatura znamionowa

  • Wymiarowane tak, aby wytrzymać wysokie ciśnienia (do kilkuset barów) i temperatury (od –200 °C do ponad 600 °C), w zależności od warunków procesowych

• Odporność na korozję

  • Krytyczna, gdy jeden lub oba płyny są agresywne (np. woda morska, kwasy, aminy)

3. Typowe materiały

4. Obowiązujące normy

• ASTM A179 / A192: Bezszwowe rury kotłowe ze stali węglowej

• ASTM A213 / A249 / A268: Bezszwowe/żebrowane rury ze stali nierdzewnej do pracy w wysokich temperaturach

• EN 10216-2 / EN 10217: Normy europejskie dla rur stalowych bezszwowych i spawanych

• ASME Boiler & Pressure Vessel Code, Sekcja II & VIII: Specyfikacje materiałowe i zasady projektowania

5. Typowe zastosowania

• Wytwarzanie energii: Skraplacze pary, ekonomizery kotłowe

• Ropa i gaz: Odzysk ciepła, podgrzewanie wstępne ropy naftowej, chłodnice gazu

• Przemysł chemiczny i petrochemiczny: Ogrzewanie/chłodzenie reaktorów, reboilery kolumn frakcjonacyjnych

• HVAC i chłodnictwo: Agregaty chłodnicze, skraplacze, parowniki

• Żywność i farmacja: Pasteryzatory, sterylizatory

•