ちょっと、そこ！チューブシートのサプライヤーとして、私はしばしば、熱交換器でチューブシートがどのように機能するかについて尋ねられます。それはかなり興味深いトピックなので、皆さんといくつかの洞察を共有していると思いました。
まず、熱交換器が何であるかを理解しましょう。簡単に言えば、熱交換器は、ある液体から別の液に熱を伝達するデバイスです。これらの液体は、液体、ガス、またはその両方の組み合わせである可能性があります。熱交換器は、発電から化学処理、HVACシステム、さらには車のラジエーターまで、幅広い産業で使用されます。
現在、チューブシートは、多くの種類の熱交換器、特にシェルおよびチューブの熱交換器における重要な成分です。シェルと - チューブの熱交換器は、大きなシェル（円筒形の容器）とその中のチューブの束で構成されています。チューブシートは、一連の穴が開けられた平らで円形のプレートです。チューブはこれらの穴から挿入され、溶接または所定の位置に拡張されます。
それで、チューブシートは実際にどのように機能しますか？まあ、その主な機能は、チューブをサポートし、熱交換器の2つの流体を分離することです。
サポート機能
チューブシートは、チューブの構造的サポートとして機能します。シェルと - チューブの熱交換器では、チューブはしばしば非常に長く、適切なサポートがなければ、垂れ下がったり振動したりする可能性があります。これらの振動は、疲労や摩耗によるチューブの故障など、時間の経過とともにチューブの損傷を引き起こす可能性があります。チューブシートはチューブを所定の位置に保持し、動きすぎないようにします。これにより、チューブバンドルの安定性が保証され、熱交換器の全体的な完全性を維持するのに役立ちます。
分離関数
チューブシートの最も重要な仕事の1つは、熱を交換している2つの流体を分離することです。 1つの液体がチューブ（チューブ - 側液）内に流れる熱交換器があり、シェル内のチューブの外にある別の液体（シェル - 側面液）が流れているとしましょう。チューブシートは、これら2つの流体の間に障壁を作成し、混合を防ぎます。
多くの産業用途では、2つの液体が異なる化学組成、圧力、温度を持つことができるため、この分離は重要です。それらが混合する場合、化学反応、腐食、または熱伝達プロセスの効率の低下など、あらゆる種類の問題につながる可能性があります。
熱伝達の役割
チューブシートの主要な機能はサポートと分離ですが、熱伝達プロセスでも小さな役割を果たします。チューブシートは、チューブ - サイドとシェル - サイド液の両方に接触しています。一部の熱はチューブシート自体を介して伝達できますが、これは通常、チューブの壁から発生する熱伝達と比較してわずかな部分です。ただし、場合によっては、特にチューブシートが液体と接触している表面積が大きい場合、熱伝達の寄与は完全に無視できません。
重要な考慮事項
チューブシートに適した材料を選択する場合、いくつかの要因を考慮する必要があります。材料は、熱交換器の流体の温度、圧力、化学環境に耐えることができる必要があります。
チューブシートの人気のある素材の1つは、ステンレス鋼、特に304 Ssです。304 SS 2B仕上げ良好な耐食性を提供します。これは、腐食性の液体を扱うときに重要です。また、比較的強度が高く、幅広い温度を処理できます。 304ステンレス鋼チューブシートの硬度を高める必要がある場合、304ステンレス鋼の硬化調査できるオプションです。
チューブシートの生産に使用される可能性のあるもう1つの材料は、フェロシリコンです。スチール製造およびアルミニウムのフェロシリコンその特性を改善するために鋼に追加できる合金です。チューブシート材料の強度と耐熱性を高めることができます。
製造プロセス
チューブシートの製造は正確なプロセスです。まず、選択した素材の大きなプレートが選択されています。次に、チューブの穴が高精度で掘削されます。これらの穴のサイズ、間隔、およびアライメントが重要です。掘削のエラーは、誤ったチューブや不十分なシーリングなど、熱交換器のアセンブリ中に問題を引き起こす可能性があります。
掘削後、チューブシートは、滑らかな表面を確保するための機械加工など、さまざまな仕上げプロセスを受ける可能性があります。チューブをチューブシートに溶接する場合、表面はきれいで、強い溶接を確保するために汚染物質がない必要があります。
メンテナンスと検査
チューブシートと熱交換器全体の適切な機能を確保するには、定期的なメンテナンスと検査が必要です。時間が経つにつれて、チューブシートは腐食、侵食、またはその他の損傷の影響を受ける可能性があります。たとえば、シェル - 側面液が研磨性である場合、チューブシートの表面を徐々に摩耗させる可能性があります。
検査には、視覚的なチェック、超音波検査や磁気粒子試験などの破壊的なテスト方法が含まれます。損傷が検出された場合、さらなる問題を回避し、熱交換器の効率を維持するために、適切な修理または交換を迅速に実行する必要があります。
結論
結論として、チューブシートは熱交換器の重要な部分です。彼らはチューブをサポートし、流体を分離し、熱伝達においてさえ小さな役割を持っています。適切な材料を選択し、高精度でチューブシートを製造することは、熱交換器の長期パフォーマンスの鍵です。
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参照
- Incropera、FP、＆Dewitt、DP（2002）。熱と物質移動の基礎。ワイリー。
- Green、DW、＆Perry、RH（2007）。ペリーの化学エンジニアハンドブック。マクグロー - ヒル。
