مقاله در مورد مبدل های حرارتی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 مقاله در مورد مبدل های حرارتی دارای ۸۱ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله در مورد مبدل های حرارتی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله در مورد مبدل های حرارتی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله در مورد مبدل های حرارتی :

مبدل های حرارتی

خلاصه:
فرایند تبادل گرما بین دو سیال، دماهای مختلف که بوسیله ی دیواری جامد از هم جدا شده اند. در بسیاری از کاربردهای مهندسی دیده می شود. وسیله ای که این تبادل حرارتی را در بسیاری از فرایندها صورت می دهد، مبدلهای حرارتی (Heat Exchangers) می باشند که کاربردهای خاص آنها را می توان از سیستمهای گرمایش ساختمانها و تهویه مطبوع گرفته تا نیروگاهها، پالایشگاهها و فرآیندهای شیمیایی به وضوح مشاهده کرد

طراحی با پیش بینی عملکرد این دستگاهها مبتنی بر اصول انتقال گرما می باشد. در این پروژه سعی شده تا اختصاصا در مورد مبدل های پوسته– لوله ای (Shell-ans-Tube) به علت سادگی، کاربرد وسیع و وجود استانداردها و اطلاعات فراوان تر کتابخانه ای آنها بحث و بررسی شود. در این بررسی ضمن معرفی کلی این مبدل ها، کاربرد آنها، نحوه ی طراحی و عملکرد آنها به سه روش کرن (Kerm’s Method) و بل (Bell’sMethod) و روش الگوریتم سریع (Rapid Design) و جهت بررسی عملکرد (Performance) یک مبدل پوسته- لوله ای مطرح شده است. در پایان، سعی بر ارائه یک فلوچارت جامع در مورد مبدلهای پوسته- لوله ای به کمک سه روش فوق گردیده است. امید است که مطالعه ی حاضر در طراحی این وسایل مفید قرار گیرد.
در پایان از زحمات و تلاش کلیه عزیزان خصوصا استاد راهنمای گرامی، آقای دکتر محمد رضا جعفری نصر، که ما را در گردآوری این پروژه یاری نموده اند کمال تشکر و قدردانی را می نماید.
مصطفی واشوبی
بهمن ۸۴

فصل اول “Section 1”
معرفی انواع مبدلهای حرارتی (Heat Exchanger Definition)
عموما تجهیزات حرارتی در سیستمهای فرآیندی مثل پالایشگاهها به دو دسته کلی نقسیم می شوند.
۱- کوره ها (Furnaces)
۲- مبدل های حرارتی (Heat Exchangers)
فرق کوره ها و مبدل ای حرارتی در منبع گرمایشی است یعنی اینکه منبع گرمایشی در کوره ها سوخت های مایع و گازی است ر حالیکه در مبدل های حرارتی منبع گرمایشی سیال گرم است. در کوره ها با توجه به نوع منبع گرمایشی مکانیزم انتقال حرارت به صورت جا به جایی

(Convection) و تشعشعی (Radiation) تواما میباشد حال آنکه مکانیزم انتقال حرارت در مبدل های حرارتی فقط جا به جایی (Convection) است. هدف در مبدل حرارتی مجاورت یک سیال گرم با یک سیال سرد است به طوریکه انتقال حرارت به طریقه جا به جایی باعث گرم شدم سیال سرد گردد.
تقسیم بندی مبدل های حرارتی از نظر فازها عموما به دو صورت زیر است:
۱- مبدل های حرارتی که همراه تغییر فاز هستند مثل ریبوپلرها (Reboilers)- کندانسورها (Condensors) تبخیر کننده ها (Evapoators)
۲- مبدل هائیکه همراه با تغییر فاز نیستند مثل مبدل های پوسته- لوله ای
(shell and Tube)

تقسیم بندی مبدل های حرارتی از نظر ساختاری:
۱- مبدل پوسته- لوله – shell and Tube Heat Exchanger
۲- مبدل دو لوله ای – Double Pipe Heat Exchanger
۳- کولرهای هوایی – Air Cooler Heat Exchanger
۴- مبدل های حلزونی (استوانه ای) – Sporal Heat Exchanger
۵- مبدل های قاب صفحه ای – Plate and Frame Heat Exchanger
۶- مبدل های صفحه ای – Plate Fin Heat Exchanger
۷- لوله های حرارتی – Heat Pipe Heat Exchanger و مبدل های دیگری که به توجه به نوع کارایی ایشان در صنایع کاربردهای ویژه ای دارند. معمولا مبدل های با کارآیی خاص عبارتند از:
– Fully- Welded- Plat Heat Exchanger
– Low and High Temprature HX for Waste Heat Recovery
a- Gas- Gas Waste Heat Recovery Recuperators

b- Gas- Liquid Waste Heat Recovery Economizers
در این پروژه سعی بر معرفی- طراحی بهینه سازی مبدل های پوسته لوله ای شده است که عموما در صنایع کاربردهای بیشتری دارد و به وفور می توان آنها را مشاهده کرد.
مبدل های پوسته- لوله ای (Shell and Tube Heat Exchanger):
مبدل های پوسته- لوله ای تنها مبدل هایی هستند که در دمای بیشتر از C 360کاربرد دارند و فشارهای بیش از bar30 را تحمل می کنند. این مبدل ها بر اساس استاندارد TEMA که استاندارد آمریکا و شرکتهای سازنده مبدل است طراحی و ساخته می شوند.
TEMA= Tubabr Exchanger Manufacetur Associate
استاندارد TEMA که همان انجمن کارخانجات سازنده مبدل های پوسته لوله ای است تمام

شرایط استاندارد برای یک مبدل را در نظر گرفته است.
سه بخش اصلی یک مبدل حرارتی عبارتست از: ۱- پوسته (Shell) 2- لوله (Tube) 3- در پوش ها (Headers) استانداردهای پوسته- درپوش ها در TEMA لحاظ شده
انواع و اجزاء اصلی یک مبدل پوسته لوله ای:
پوسته یک مبدل یک بخش استوانه ای است که تعداد لوله در درون آن قرار گرفته است. جنس لوله ها معمولا از روی- آلومینیوم- فولاد و یا یکی از آلیاژهای مس و نیکل و یا فولاد صد زنگ است درپوش ها با هدهای یک مبدل در دو طرف پوسته قرار دارند که یکی موسوم به Stationary head دیگری موسوم به Rear head است. به طور کلی طبق استاندارد مهمترین پارامتر ساختمانی که به علت تقسیم بندی مبدل های پوسته- لوله ای می گردد تفاوت در rear head این مبدل ها است بر طبق این تفاوت انواع مبدل های Shell and Tube عبارتند از:
دارای دو صفحه نگهدارنده لوله است. ۱- Fixed Tube Sheet Hx.
دارای خم U می باشد. ۲- U- Type Hx.
دارای کلاهک شناور می باشد. ۳- Floating Head HX.
مبدل های با کلاهک شناور خود نیز به چهاردسته تقسیم می گردند:
۱- Pull through floating HX. (Tاز نوع)
۲- Spit backing ring floating head HX. (S از نوع)
۳- External sealed floating head HX. Or Lantern ring floating HX. (Wاز نوع)
۴- Outside packed floating head HX. (P از نوع)
در اشکال زیر شکلها و اجزاء مبدلهای فوق به خوبی آورده شده است.

در مورد اجزاء مبدل پوسته لوله ای ذکر مطالب زیر ضروری است.
– Tube Sheet صفحه نگهدارنده لوله ها است که لوله های روی آن جوش و یا پرچ شده اند.
– نازل های سمت لوله همیشه روی درپوش ها قرار می گیرند. یعنی مکان این ها یا روی Stationary head است و یا روی Rear head و سیال درون لوله ها از طریق این تازل ها هدایت میشود.
– تازل های سمت پوسته همیشه روی پوسته قرار می گیرند و سیال درون پوسته را هدایت می کنند.
– برای افزایش تعداد گذرهای لوله (Tube Pass) از صفحات جدا کننده (Partit

ion Plate) استفاده می کنند. این صفحات باعث می گردند که سیال مسیر لوله ها را طی کند و دو بار از طول پوسته عبور کند که در این صورت تعداد گذرهای لوله دو تا می باشد. هرچه تعداد صفحات جدا کننده بیشتر باشد تعداد گذرها افزایش می یابد نحوه اتصال این صفحات روی Tube Sheet و داخل درپوش ها به صورت جوش و شیاری است
– تعداد گذرهای لوله از یک گذر شروع شده و تا ۱۶ گذر ادامه دارد و ضخامت استاندارد این صفحات جدا کننده mm 9/15- 35/6 خواهد بود.
– برای افزایش تعداد گذرهای پوسته از بافل های طولی استفاده می کنیم و بعدا در پارمترهای طراحی آن را شرح میدهیم.
پارامترهای عملیاتی تعیین کننده مبدل های پوسته لوله ای:
اگر دمای سیال گرم ورودی و خروجی را به تریب T1 و T2 نمایش دهیم و اگر دمای سیال سرد ورودی و خروجی را با t1و t2 نمایش دهیم خواهیم داشت:

Tb پارامتر عملیاتی در تقسیم بندی مبدلهای پوسته- لوله ای است یعنی

تمییز کردن مبدل های پوسته- لوله ای:

به طور کلی دو روش برای تمیز کردن مبدل ها وجود دارد:
۱- روش مکانیکی ۲- روش شیمیائی
در روش مکانیکی از فنر زدن و خارج کردن دسته لوله استفاده می شود حال آن که در روش شیمیایی استفاده از حلال های مناسب و شستشو با اسید استفاده می شود.

خصوصیات مبدل پوسته لوله ای Fixed Tube Sheet:
۱- لول ها در این مبدل به صورت مستقیم هستند و دارای دو صفحه نگهدارنده لوله است این دو صفحه ثابتند و قابلیت حرکت ندارند. به همین دلیل برای حل مشکل انبساط احتمالی از یک اتصال آکاردئونی به نام لرزه گیر (Expansion Joint) استفاده می شود. در صورتیکه فشار سیال زیاد باشد یا سیال خیلی خورنده باشد دیگر نمی توان از این اتصال استفاده کرد.
۲- تمییز کردن لوله ها به روش مکانیکی امکانپذیر است. اگر چنانچه سیال رسوب زا باشد بهتر است سیال رسوب زا داخل لوله ها فرستاده شود زیرا امکان تمییز کردن لوله ها وجود دارد.
۳- در این گونه مبدل ها عدم وجود اتصالات داخلی خط نشتی سیال حذف می گردد. به همین دلیل لوله ها به پوسته نزدیکتر شده در نتیجه تعداد لوله های بیشتری را می توان روی صفحه نگهدارنده لوله جای داد یعنی آخرین محدوده لوله گذاری (OTL= Outer Limit) این مبدل از بقیه مبدلها بزرگتر است به طوریکه OTL مبدل Fixed Tube sheet از همه مبدلها بزرگتر است.
خصوصیات مبدل پوسته لوله ای U- Type:
۱- مهمترین خصوصیات آن خم U در داخل لوله ها است که همین امر باعث شده است که فقط دارای یک Tube sheet باشد. به خاطر این خم U است که تعداد گذرهای لوله همیشه زوج است برای مبدل Type- U گذرهای لوله فرد مفهومی ندارد. حداقل گذرهای لوله این مبدل دو می باشد.
۲- به علت عدم وجود اتصالات داخلی خط نشتی سیال حذف می گردد.

۳- لوله ها را دلیل خم U نمی توان به روش مکانیکی تمییز کرد به همین دلیل از روش شیمیایی برای تمییز کردن لوله ها استفاده می شود یعنی اگر سیال رسوب زا باشد بهتر است سیال رسوب زا در داخل پوسته فرستاده شود.
۴- عیب دیگران این مبدل ها این است که لوله های محیطی نمی توان تعویض کرد. در صورتیکه لوله های داخلی سوراخ شوند باید دو طرف لوله را کور (plug) نمود. معمولا برای حل این مشکل دسته لوله U شکل را با ردیفهای کمتری در نظر می گیرند تا پس از خم کردن لوله ها به تمامی آنها دسترس داشته باشیم.
۵- به علت محدودیت در شعاع انحناء از فضای داخل پوسته به طور کامل نمی توان استفاده کرد بنابراین OTL این مبدل نسبت به مبدل قبل کاهش می یابد.

[OTL – (U-Yype) < OTL (fixed Tube sheet)]
۶- از کاربردهای مهم مبدل U- Type می توان آنرا در یک جوش آور برج تقطیر یا یک ریبوبلر به کار برد.
الف- Kettle Reboiler ب- Tank Suction
فصل دوم “Section 2”
پارامترهای طراحی مکانیکی (Mechanical Design Parameters)
۱- قطر و ضخامت لوله ها (Diameter and Thickness of Tube):
معمولا برای سیالات رسوب زا قطر لوله ها بزرگتر در نظر گرفته می شود و برای سیالات تمییز قطر لوله ها کوچکتر است.
می توان گفت که قطر لوله های کوچکتر باعث افزایش افت فشار می شود. معمولا قطرهای متعارف استاندارد عبارتند از:

(mm 1525- mm 205): استاندارد قطر پوسته (OD)s
ضخامت لوله ها و پارامترهای تعیین کننده آن عبارتند از:
الف- خورندگی سیال و مقاومت لوله در برابر آن
ب- فشار داخل سیال لوله و فشار خارجی و حداکثراختلاف فشار در طول دیواره
ج- قیمت لوله ها یعنی هرچه لوله ضخیمتر باشد قیمت آن بیشتر است و برعکس.
د- استاندارد بودن جهت تعیین یدکی
و- ارتعاش (Vibration): ضخامتی مناسب است که باعث ارتعاش دسته اول نگردد.
۲- طول لوله ها (Length):
طول دسته لوله بیشتر از m5/7 نمی تواند باشد. (گاهی اوقات حداکثر طول لوله m8 و وزن آن ten20 میباشد، به علت محدودیت مکان لوله مطابق استاندارد زیر تعریف می گردد:
ft 24، ft 20، ft 16، ft 12، ft8: طول استانداردهای لوله های مستقیم

۳- آرایش لوله ها (Tube arrangments):

به طور کلی فاصله مرکز تا مرکز لوله ها را گام یا (pitch) گویند و زوایه گام رت pitch angle گویند.
معمولا در طراحی اولیه نسبت به در نظر می گیرند ولی همواره باید بزرگتر از ۲۵/۱ باشد.
معمولا زاویه های گام به صورت ۳۰، ۶۰، ۹۰، ۴۵ در نظر گرفته میشود که به صورت مثلثی- مثلثی چرخیده- مربعی و مربعی چرخیده موسوم می باشند.
Square Pitch = Px Tube piteh = Pt

رژیم جریان پوسته طبیعت سیال سمت پوسته Pitch angl pitch
ضریب انتقال حرارت همه نوع جریان تمیز ۳۰ مثلثی

و افت فشار کمتر استفاده می شود تمیز ۶۰ مثلثی چرخیده
ضریب انتقال حرارت جریان آشفته رسوب زا ۹۰ مربعی
و افت فشار جریان آرام رسوب زا ۴۵ مربعی چرخیده
زاویه ۳۰ و ۶۰ دارای ضریب انتقال حرارت و افت فشار بیشتر است و برعکس.
اگر سیال رسوب زا باشد آرایش ۴۵ و ۹۰ بهتر خواهد بود و برعکس.
در P1/ OD مشخص زاویه های گام های ۳۰ و ۶۰ میزان %۱۵ بیشتر از زاویه گام های ۴۵ و ۹۰ لوله جای میگیرد.

تعریف می کنی که حداقل فاصله بین دو لوله را gap گویند یعنی: gap= P1 – OD
۴- لوله های دو فلزی و پره دار:
گاهی اوقات یک فلز نمی تواند هم در برابر خوردگی سیال لوله و هم در برابر خوردگی سیال پوسته مقدوم باشد در این گونه موارد از لوله های دو فلزی که هم در برابر سیال پوسته و هم در برابر سیال لوله مقاومند استفاده می کنند.
لوله های پره دار برای افزایش سطح انتقال حرارت و جبران انتقال حرارت به کار می روند که شامل موارد زیر هستند.
– پره های کوتاه (Low fines) – پره های بلند عرضی (Transvers bigh fin)

– پره های بلند (High fines) – پره های بلند طولی (Longitudinal high fin)
در این پروژه مبنای محاسبات را روی لول های معمولی یا ساده (Plain Tube) در نظر می گیریم.
۵- صفحه جدا کننده (Partition Plate):
صفحات جدا کننده باعث افزایش تعداد گذرهای لوله میگردند استاندارد ضخامت آنها mm 9/15- 35/6 می باشند دو روش نصب این وسایل عبارتند:
۱- جوش دادن آن به درپوش و صفحه نگهدارنده لوله ها
۲- ایجاد شیار روی Tube Sheet و در پوش قرار دادن ضخامت جدا کننده در داخل شیارها
لازم به توضیح است که جهت گیری نازل های سمت لوله ها روی درپوشها با توجه به گذرهای لوله صورت می گیرد.
۶- بافل ها (Baffels):
به طور کلی بافل به سه دسته ۱- بافل های عرضی (Cross Type baffle)
۲- بافل های طولی (Longitudinal baffle)
۳- بافل های حمایتی (Support Type baffle) تقسیم می شوند.
علت استفاده از بافل های عرضی:
۱- در مبدل بدون بافل اقامت سیال داخل پوسته کمتر از مبدل همراه با بافل است به همین دلیل ضریب انتقال حرارت مبدل بدون بافل کمتر است.

۲- در مبدل بدون بافل توزیع نامناسب سیال سمت پوسته (Maldistribution) را خواهیم داشت.
۳- وجودبافلها باعث می گردد که سیال در یک حالت عمود بر لوله ها و در حالت دیگر موازی لوله هها حرکت کند و باعث جریان Cross Flow کند که باعث افزایش سطح تماس و ضریب انتقال حرارت میگردد.
۴- با قرار دادن بافل ها، همان دبی از سطح کوچکتر عبور می کند که باعث افزایش سرعت، میگردد و افزایش عدد رینولدز را در پی خواهد داشت در نتیجه جریان آشفته (Turbulent) میگردد و به همان تناسب فشار افزایش می یابد.
توجه: در هر حال وظیفه اصلی بافل های عرضی ایجاد جریان متقاطع است که ضریب انتقال حرارت افزایش پیدا می کند ولی وظیفه فرعی بافل ها نگهداری لوله ها به منظور جلوگیری از ارتعاش است.
توجه: حداقل تعداد بافل ها در یک مبدل Shell and Tube چهار عدد است. در صورت کمتر بودن تعداد بافل ها ضریب انتقال حرارت کاهش پیدا می کند.
توجه: فاصله بین دو بافل مجاور هم راBaffle spacing گویند که با Ls نمایش می دهند. که در Ds قطر داخلی پوسته و یا Ls فاصله بافل ها می باشد.
BSR= Ls/Ds * 100 = Baffle Spacing Ratio
انواع بافل های عرضی:
۱- Signal segmental BCR= 15- 40%
۲- Double segmental BCR= 20 – ۳۰%
۳- Triple segmental
بافل NTW بافل خاصی است که همه لوله ها را بوسیله آن می توان نگهداری کرد. و مهمترین مزیت آن جلوگیری از ارتعاش دسته لوله است.
توجه: Lc ارتفاع پنجره بافل و Ds قطر داخلی پوسته می باشد.
BCR= Baffle Cut Ratio = Lc/Ds * 100
لبه های بافل (baffle edge)
لبه های بافل می تواند افقی و عمودی باشد اگر لبه هایش عمودی باشد داریم:
۱- محل قرار گرفتن نازل های پوسته چپ و راست قرار می گیرد.

۲- اگر سیال رسوب زا باشد بهتر است از لبه بافل عمودی استفاده گردد تا افقی، تا از ایجاد مناطق ساکن سیال خودداری می گردد.
۳- در میعان بخار و با کندانس شدن سیال از بافل عمودی استفاده می کنیم.
از انواع دیگر بافل ها می توان از Nest, Orifice baffle, Rod baffle, Dis and doughnut به کاربرد که هر کدام مزایای خاصی به خود دارا هستند.
۷- ضخامت بافل (Baffle Thickness):
ضخامت استاندارد بافل ها بین mm 2019/3 می باشد. باید توجه کرد فاصله بین قطر خارجی لوله و تک تک سوراخهای بافل که موسوم به Baffle Clearance می باشد مناسب در نظر گرفته شود زیرا در صورت فیت کردن این فاصله دسته لوله امکان خارج شدن را ندارد و اگر این فاصله بزرگتر در نظر گرفته شود دسته لوله درداخل سوراخها شروع به ارتعاش می کند و لق لق می زند میزان استاندارد Baffle Clearnace، mm (401/0) بزرگتر از قطر خارجی لوله ها است.
حداکثر طول آزاد و بدون تکیه (MUTL):

حداکثر طولی که لوله ها در آنها بدون تکیه بوده است و این طول روی پوسته است به طوریکه اگر از میزان مشخص افزایش پیدا کند دسته لوله شروع به ارتعاش می کند. مقادیر استاندارد آن با توجه به نوع آرایش لوله ها و جنسی پوسته عبارتند از:
for carbon, low- alloy- stainless and mikel alloys.
MUTL Tube OD
mm1321
mm 1524
mm 1880
mm 2235 mm88/15
mm05/19
mm 4/25
mm 75/31
نکته: به علت وجود نازل سمت پوسته و یا وجود بی زیاد سبال که باعث افزایش سرعت و افت فشار می گردد همراه فاصله Ls های ابتدایی و انتهایی باید بزرگتر از Ls مرکزی باشد.
حداقل فاصله بین بافل ها (Minimume Baffle Spacing):
الف- مقایسه نسبت [Ds/10] و ۲ هرکدام که بزرگتر بودند آنها را به عنوان حداقل فاصله بین دو بافل در نظر می گیریم.
ب- برای قطرهای بیشتر از ۶۰ (‌۶۰ Ds>) داریم: Mbs= Ds/10
۸- بافل های طولی (Longitudinal Baffle):

کار اصلی بافل طولی افزایش تعداد گذرهای پوسته است. این صفحات مستطیل شکل هستند و در طول مبدل و در قطر پوسته قرار می گیرند. این صفحات از یک طرف به Tube Shellt و از طرف دیگر به آخرین بافل عرضی اتصال دارند. معمولا در داخل پوسته مبدل بیش از دو بافل طولی نداریم. بنابراین برای افزایش تعداد گذرهای پوسته، دو پوسته را به هم سری می کنیم. ضخامت بافل طولی mm 13- 6 در نظر گرفته می شود.
ضخامت بافل طولی باید طوری در نظر گرفته شود که در برابر سیالات خورنده و اختلالات فشار دو گذر پوسته مقاوم باشد.
۹- صفحه برخورد (Impingment plate):
در بعضی مواقع دبی سیال پوسته زیاد است و سیال حاوی مواد ضربه زننده و کثیف است که در اثر برخورد سیال با لوله احتمال آسیب رساندن به لوله می باشد. به همین دلیل از صفحه برخورد استفاده می کنند تا قبل برخورد سیال با لوله ها، سیال با صفحه برخورد کند. قطر صفحه برخورد بزرگتر از دهانه نازل و ضخامت استاندارد آن mm 6 است که به صورت قوسی یا تخت جلوی نازل ورودی سیال سمت پوسته قرار می گیرد. برای اینکه سطح عبور سیال کم نگردد، سطح فرار سیال از کناره ها باید با سطح داخلی نازل بکی باشد.
dnh = /4 dn2= سطح جانبی استوانه= سطح فرار سیال از کناره ها
hin = dnin/ 4
یعنی هرچه قطر نازل افزایش پیدا کند فاصله بین صفحه برخورد و نازل افزایش پیدا
می کند در این صورت تعداد لوله هائیکه می توان داخل دسته لوله قرار داد کمتراست. یا به عبارت دیگر هرچه مقدار dn/Ds = قطر پوسته/ قطر نازل افزایش پیدا کند OTL کاهش پیدا می کند.
نکاتی در رابطه با صفحه برخورد:

۱- در نازل ورودی اگر صفحه برخورد لازم نبود باید فاصله اولین ردیف لوله تا نازل ورودی ۶/ dnin باشد.
۲- در صورتیکه دسته لوله قابلیت دوران ۱۸۰ را داشته باشد باید فاصله ۴/dn در هر دو طرف ورودی و خروجی در نظر گرفته شود.
۳- همه گازها، بخارات اشباع، مخلوط های مایع و بخار حتما نیاز به صفحه برخورد دارند.
زمان نیاز یا عدم نیاز به صفحه برخورد:
پارامتر ۲v را چک می کنیم که دانستنه سیال پوسته برحسب ۳m/ Kg و v سرعت سیال سمت پوسته بر حسب m/s است. اگر عدد حاصل از رابطه مذکور از اعداد جدول بزرگتر بود به صفحه برخورد نیاز است. نحوه اتصال آنها برای جلوگیری از کاهش OTL به صورت خارجی و در امتداد پوسته مبدل است.
۲v نوع سیال
۲۲۳۰
۷۴۴
۰ تک فاز (غیر خورنده- غیر ساینده)
کلیه مایعات که در نقطه جوش وارد می شوند.
کلیه گازها و مخلوط های بخار مایع
۱۰- آخرین محدوده لوله گذاری (OTL):
میدانیم OTL در مبدل Fixed Tube Sheet : از همه بیشتر است میزان OTL بستگی به ۱- نوع مبدل ۲- نحوه اتصال لوله ها به Tube sheet 3- فشار طراحی که فقط در مبدل کلگی شناور تأثیر دارد. OTL ) (presure design
طریق تعریف فاصله آخرین ردیف لوله با قطر پوسته را clerrance Dinmeter گویند که میزان استاندارد آن (mm 12- 3) است. (C.D= Ids- OTL)
۱۱- محاسبه تعداد لوله ها:
برای محاسبه تعداد لوله ها از جداول مربوط به (Tube Count) استفاده می کنند طبق تعریف میزان دقیق لوله ها روی Tube sheet با استفاده از فرمولهای زیر ممکن است.
No. of Tube= Nt {1- (zi – zo)}

Nt = تعداد لوله ها بدون در نظر گرفتن نازل (ستون ۰)
hi = فاصله اولین ردیف لوله تا دهنده نازل ورودی
ho = فاصله آخرین ردیف تا دهنده نازل خروجی
DI= قطر داخلی پوسته
DI= OTL
فصل سوم “Section 3”
اطلاعات طراحی (Design Data):
منظور از اطلاعات طراحی در حقیقت تعیین پارامترهای طراحی حرارتی و هیدولیکی، بعد از تعیین پارامترهای ساختاری است.
این پارامترها عبارتند از:
۱- دبی سیال (Flow rate)
۳- فشار عملیاتی (Operating press.)
۴- افت فشار مجاز طراحی (Allowable pressure drop)
۵- جرم گرفتگی و مقاومت آن (Fouling resistance)

۶- خواص فیزیکی (Physical property)
۷- میزان گرما (Heat duty)
۸- نوع مبدل (Type of HX.)
۹- نوع لوله و خط لوله و سایر آنها (Line size)
۱۰- قطر و ضخامت لوله ها (Thick $ diam.)
۱۱- حداکثر قطر پوسته (Max. shell diam.)
۱۲- نوع جنس به کار رفته در مبدل (Material)
۱۳- فرضیات دقیق و معین در طراحی هیدرولیکی- حرارتی (Assumptions)
قبل از هر چیز باید نوع مبدل پوسته لوله تعیین گردد که طبق جول زیر می توان به این هدف رسید.
خصوصیات میان درون پوسته خصوصیت سیال در داخل لوله
دبی سیال کم (small flow rate)
سیال ویسکوز (viscos flow)
سیال با ضریب انتقال حرارت پایین
(Low heat Transfer coefficient) سیال رسوب زا (به غیر از U- Type)
سیال خورنده (corrosive)
سیال دارای فشار زیاد (High Pressure)
سیال دارای دمای زیاد (High Temp. )

پس از آنکه نوع سیال درون لوله و پوسته مشخص گردید به دنبال محاسبات کلی در یک مبدل پوسته لوله ای خواهیم بود.

انواع محاسبات کاربردی در مبدل های حرارتی (Methodology of calculation):
الف- عملکرد (Rating):
به معلوم بودن ازلاعات و خواص شرایط اولیه (ورودی) و همچنی

ن مشخص بودن سطح انتقال حرارت خصوصیات خروجی مبدل از قبیل دما، فشار و عملکرد (Duty) مبدل مطرح می گردد.
T2 = , P2 = , Q = معلوم = A و ورودیها (معلوم)
ب- طراحی (Design or Sizing):
در این نوع محاسبه هدف تعیین سطح انتقال حرارت است یعنی شرایط دمایی و فشاری ورودیها و خروجی ها معین است و A= مجهول می باشد.
خروجیها معلوم A= و ورودیها (معلوم)