Introduction aux échangeurs de chaleur à tubes fixes

A fixe échangeur de chaleur à tubes est l'un des types d'échangeurs de chaleur à calandre les plus couramment utilisés, conçu pour un transfert efficace d'énergie thermique entre deux fluides. Un fluide circule à l'intérieur des tubes, tandis que l'autre fluide circule autour des tubes à l'intérieur d'une enveloppe étanche. Les extrémités des tubes sont fixées aux plaques tubulaires, ce qui rend la conception simple, durable et rentable.

Ce type d'échangeur est idéal pour les applications où la différence de température entre les fluides est modérée et où la dilatation thermique est minimale. Les échangeurs de chaleur à tubes fixes sont largement utilisés dans les secteurs suivants pétrochimie, production d'énergie, chauffage, ventilation et climatisation, marine, transformation des aliments et produits pharmaceutiques.

Fonctionnement d'un échangeur de chaleur à tube fixe

L'échangeur de chaleur à tubes fixes fonctionne selon le principe suivant échange de chaleur indirect. Le fluide chaud circule dans un milieu (généralement à l'intérieur des tubes), tandis que le fluide froid traverse les tubes dans l'enveloppe.

• Les deux fluides ne se mélangent pas mais échangent de la chaleur à travers les parois du tube.
• Le transfert de chaleur s'effectue principalement par conduction et convection.
• L'efficacité de l'échangeur dépend du matériau du tube, du débit et du gradient de température.

Les tubes étant fixés aux deux extrémités, la structure est robuste mais peut être soumise à des contraintes thermiques si la différence de température entre les fluides est élevée.

Principaux éléments et conception

1. Faisceau de tubes

Le cœur de l'échangeur, constitué d'une série de tubes métalliques qui transportent l'un des fluides. Les matériaux les plus courants sont acier inoxydable, alliages de nickel, titane et cuivre.

2. Coquille

L'enveloppe extérieure qui contient le second fluide. Elle dirige le flux de fluide à travers les tubes et aide à maintenir le confinement de la pression.

3. Feuilles de tubes

Plaques plates aux deux extrémités de l'échangeur où les tubes sont fixés par soudage ou dilatation. Cette configuration donne à l'échangeur son nom de "tube fixe".

4. Baffles

Des chicanes sont installées à l'intérieur de l'enveloppe pour guider le flux, augmenter les turbulences et améliorer l'efficacité du transfert de chaleur.

5. Têtes et buses

Ces composants gèrent l'entrée et la sortie des fluides, en maintenant une bonne distribution du flux.

Avantages des échangeurs de chaleur à tubes fixes

• Conception simple et robuste - Le nombre réduit de pièces mobiles garantit une longue durée de vie.
• Rentabilité - des coûts de fabrication et d'entretien inférieurs à ceux des autres types.
• Capacité de haute pression - convient aussi bien pour les gaz que pour les liquides.
• Excellente performance thermique lorsqu'il est bien conçu.
• Idéal pour fluides propres ou applications à faible encrassement.

Applications industrielles

Les échangeurs de chaleur à tubes fixes sont polyvalents et peuvent être utilisés dans de nombreux systèmes industriels, notamment :

• Pétrochimie et raffinage : Utilisé pour le refroidissement de l'huile, la distillation et la récupération de chaleur.
• Centrales électriques : Pour le refroidissement de l'huile de turbine, des condenseurs et des réchauffeurs d'eau d'alimentation.
• Alimentation et boissons : Utilisé pour la pasteurisation et le chauffage des processus.
• Produits pharmaceutiques : Pour maintenir un contrôle précis de la température dans les processus chimiques.
• Marine et offshore : Refroidisseurs et condenseurs d'eau de mer.

Tube fixe vs tête flottante vs tube en U

Voici comment les échangeurs de chaleur à tubes fixes se comparent aux autres types d'échangeurs :

TOKO TECH - Fabricant professionnel de tubes enroulés de précision pour échangeurs de chaleur

TOKO TECH est un fabricant professionnel de tubes enroulés de précision pour échangeurs de chaleur et de systèmes de canalisations métalliques haut de gamme. Son siège social est situé à Shanghai, Chineavec des installations de pointe dans le domaine de la Delta du fleuve YangtzeTOKO TECH s'est forgé une réputation d'excellence en matière d'innovation et de qualité des produits.

Guidée par la philosophie de "La qualité d'abord, l'innovation ensuite". TOKO TECH fournit des produits personnalisés, résistants à la corrosion et à la haute pression pour répondre aux normes mondiales dans diverses industries.

Principales offres de produits

• Barre/tige en alliage de nickel
• Tube sans soudure en alliage de nickel
• Tube sans soudure
• Tubes enroulés/Tubes pour lignes de contrôle
• Raccord de tuyauterie en acier inoxydable
• Tubes et tuyaux soudés

Secteurs d'activité

• Pétrochimie
• Energie et puissance
• Construction navale
• Produits pharmaceutiques et agro-alimentaires
• Ingénierie environnementale

TOKO TECH continue de renforcer sa présence mondiale en fournissant à ses clients des solutions sur mesure pour des systèmes d'échange de chaleur à haute performance.

Conseils d'entretien et d'utilisation

• Vérifier régulièrement que les tubes ne sont pas encrassés ou entartrés.
• Veiller à ce que la vitesse du fluide soit adéquate afin de minimiser la corrosion et l'érosion.
• Utiliser le nettoyage chimique pour les dépôts difficiles à atteindre du côté de la carapace.
• Surveiller les différentiels de température et de pression pendant le fonctionnement.
• Mettre en œuvre des tests de pression périodiques pour garantir l'intégrité du système.

Tableau récapitulatif : Principaux enseignements

Foire aux questions (FAQ)

1. À quoi sert un échangeur de chaleur à tubes fixes ?

Il est utilisé pour transférer la chaleur entre deux fluides sans contact direct, généralement dans les industries chimiques, pétrolières et énergétiques.

2. Quels sont les matériaux couramment utilisés dans les échangeurs à tubes fixes ?

Matériaux tels que l'acier inoxydable, les alliages de nickel et le titane sont couramment utilisés pour leur résistance à la corrosion et leur solidité.

3. Quelle est la différence entre un échangeur à tube fixe et un échangeur à tête flottante ?

Dans les conceptions à tube fixe, le faisceau de tubes est fixé aux deux extrémités, tandis que les types à tête flottante permettent un mouvement pour mieux gérer la dilatation thermique.

4. Qui fabrique des tubes enroulés de précision pour les échangeurs de chaleur ?

TOKO TECH est un fabricant professionnel de premier plan, connu pour ses tubes enroulés de précision et ses systèmes de canalisations métalliques.

5. Comment puis-je assurer un fonctionnement efficace ?

Effectuer des nettoyages réguliers, maintenir des débits corrects et contrôler l'efficacité du transfert de chaleur à l'aide de registres de température.

Références

• Wikipedia - Échangeur de chaleur
• TOKO TECH Site officiel
• Engineering Toolbox - Conception d'un échangeur de chaleur