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Storia
Strumenti di questo tipo furono progettati per la prima volta all'inizio del XX secolo, quando nelle centrali termiche emerse la necessità di avere degli scambiatori di calore che avessero una grande superficie per lo scambio del calore e in grado di lavorare in presenza di una pressione abbastanza alta.
Oggi gli scambiatori di calore a fascio tubiero vengono utilizzati in qualità di radiatori, condensatori ed evaporatori. Un'esperienza di utilizzo pluriennale e numerose progettazioni hanno portato ad un notevole perfezionamento nella loro costruzione.
In quello stesso periodo, all'inizio del secolo scorso, gli scambiatori di calore a fascio tubiero furono ampiamente utilizzati nell'industria petrolifera. Le difficili condizioni della raffinazione richiesero riscaldatori e refrigeratori per la massa di petrolio, condensatori ed evaporatori per le singole frazioni di petrolio greggio e dei liquidi organici.
L’alta temperatura e l’alta pressione, alle quali lavorava lo strumento, le proprietà del petrolio stesso e delle sue frazioni portavano ad una rapida contaminazione delle singole parti del macchinario. A questo proposito, gli scambiatori di calore dovevano possedere determinate caratteristiche strutturali che garantissero la facilità di pulizia e, se necessario, di riparazione.
I suddetti macchinari si utilizzano per la realizzazione del trasferimento del calore tra flussi di sostanze che sono presenti in stati diversi:
La costruzione dell’apparecchio include un fascio di tubi che si trova all'interno del corpo cilindrico. Il corpo dell’apparecchio a fascio tubiero molto spesso è saldato e fatto di lamiera di acciaio; raramente viene realizzato con il metodo di fusione.
I tubi sono adattati a due piastre tubiere tramite laminazione o saldatura. Il metodo di adattamento dipende dal tipo di materiale di costruzione. La lunghezza dei tubi, di solito, è di 5-7 m. I tubi, che costituiscono il fascio, sono disposti a scacchiera ai vertici di un triangolo equilatero. Il passo è s = (1,25-1,30)·dp, dove dp è il valore del diametro esterno dei tubi. Uno scambiatore di calore di questo tipo è dotato di due coperchi con i bocchettoni. I coperchi sono rimovibili e sono destinati all'entrata e all'uscita del liquido refrigerante che scorre attraverso i tubi. L’area intermedia del tubo e l’area del tubo esterno sono separate. Il secondo vettore termico si trova nello spazio interno del tubo, il quale ugualmente possiede un bocchettone d’ingresso e uno d’uscita. Per comodità di pulizia, attraverso i tubi scorre quella sostanza che contiene inclusioni solide.
La sostanza si trova sotto l'azione dell’alta pressione e possiede proprietà aggressive, cosa che facilita la preservazione dei tubi dalla corrosione. Il coefficiente di trasferimento di calore da parte del tubo interno è più bassa in quanto l’area della sezione della sua sezione di passaggio è significativamente più grande della sezione libera totale dei tubi. Con questo, le portate volumetriche dei termovettori sono identiche. Per eliminare il fenomeno illustrato, viene aumentata la velocità di movimento dell’agente termico tramite la collocazione di diverse pareti divisorie dentro allo spazio del tubo interno.
Gli scambiatori di calore a fascio tubiero possono essere posizionati in verticale o in orizzontale, a seconda delle condizioni in loco. Tali apparecchiature possono essere collegate in sequenza nel caso in cui vi fosse la necessità di allungare il percorso dei termovettori. Il collegamento in parallelo viene utilizzato nei casi in cui il posizionamento del numero richiesto di tubi in un unico corpo non sia possibile.
Gli scambiatori di calore a ranghi multipli sono utilizzati con lo scopo di aumentare la velocità e l'intensificazione dello scambio di calore tramite l’allungamento dei termovettori.
La progettazione di uno scambiatore di calore a fascio tubiero a doppio circuito prevede una paratia nel coperchio superiore, grazie alla quale il termovettore passa prima nei tubi attraverso metà del fascio e poi, in direzione opposta, attraverso la seconda metà del fascio tubiero. Il secondo materiale di lavoro si muove nello spazio del tubo interno, dove il percorso è esteso da paratie segmentali. Esistono anche scambiatori di calore a tre e a sei circuiti.
In generale, tutti gli scambiatori di calore a ranghi multipli sono caratterizzate da un attacco inflessibile tra il tubo del fascio tubiero e il corpo. Tali scambiatori di calore vengono utilizzati in condizioni di piccole differenze di temperature di entrambi i fluidi termovettori. Rispettando questa condizione le tensioni termiche vengono percepite senza pericolose deformazioni. In condizione di una grande differenza di temperatura tra i liquidi termovettori che scorrono nei tubi e nello spazio del tubo interno, gli apparecchi a ranghi multipli sono dotati di dispositivi di compensazione.
Il compensatore con la progettazione più semplice di tutti è il compensatore catadiottrico. Questo tipo di compensatore viene utilizzato a condizione di basse pressioni nello spazio del tubo interno (fino a 1 MPa).
Gli apparecchi dotati di testina fluttuante praticamente non hanno restrizioni in materia di compensazione di prolungamento termico. Tali dispositivi hanno due piastre: una è fissata rigidamente, mentre la seconda si muove liberamente. In tali strutture il fascio tubiero può essere smontato per la riparazione e la pulizia. Per la massima affidabilità della separazione tra lo spazio del tubo esterno e quello del tubo interno, il bocchettone della testina fluttuante viene estratto attraverso il coperchio dell'apparecchio tramite il premistoppa.
Con il tempo gli scambiatori di calore a fascio tubiero hanno raggiunto una più ampia applicazione. Questo è stato determinato dalla semplicità e dall'affidabilità della struttura ma anche da un grande numero di possibili esecuzioni, adatte a diverse condizioni operative, tra cui:
Tuttavia, le ampie aree di utilizzo degli scambiatori a fascio tubiero, nel momento di scegliere le opzioni più adatte per ogni caso specifico, non dovrebbero escludere la ricerca di opzioni alternative.
I componenti degli scambiatori a fascio tubiero sono: i fasci di tubi, i rinforzi nelle piastre tubiere, i coperchi, le coperture, i bocchettoni, le celle e i supporti. Lo spazio del tubo esterno e quello del tubo interno sono il più delle volte separati da pareti divisorie.
Gli scambiatori a fascio tubiero si applicano in impianti di congelamento industriali, nel settore petrolchimico, nell’industria chimica e alimentare, per le pompe di calore nei sistemi di trattamento delle acque e della canalizzazione.
Gli scambiatori a fascio tubiero trovano applicazione nell'industria chimica e termica per lo scambio di calore tra liquidi, gas e termovettori a vapore dispongono nei processi termici e oggi sono gli apparecchi più ampiamente diffusi.
L'affidabilità degli scambiatori a fascio tubiero durante l’uso:
gli scambiatori di calore a fascio tubiero sopportano con facilità bruschi cambiamenti di temperatura e di pressione. I fasci di tubi non si distruggono con le vibrazioni e gli urti idraulici.
Gli apparecchi si sporcano poco
I tubi di questo tipo di scambiatori di calore si sporcano poco e possono pulire abbastanza facilmente con il metodo ad urti di cavitazione, con metodo chimico oppure, per gli apparecchi portatili, con metodi meccanici.
Lunga durata di lavoro
Il periodo di lavoro è abbastanza lungo, fino a 35 anni.
Adattabilità a diversi tipi di materiali di lavoro
Gli scambiatori a fascio tubiero, utilizzati oggi nell'industria, vengono adattati ai più diversi prodotti tecnologici di lavoro, tra cui: quello sanitario, all’acqua di mare e di fiume, ai prodotti petroliferi, agli oli, ai materiali chimicamente attivi e nemmeno i prodotti più aggressivi riducono l'affidabilità degli scambiatori di calore.
Attrezzatura per lo scambio di calore, incenerazione
Diventando il vostro distributore ufficiale di scambiatori a fascio tubiero e mantello, l’azienda Intech GmbH LLC individuerà gli acquirenti dei vostri prodotti sul mercato russo e svolgerà con i clienti le trattative tecnico-commerciali al fine di stipulare i contratti per la fornitura dei vostri macchinari.
Nel caso dello svolgimento di gare di appalto l’azienda raccoglie elabora tutti i documenti necessari per la partecipazione, stipula i contratti per la fornitura dei vostri macchinari provvede alla registrazione del contratto di fornitura e allo sdoganamento dei scambiatori a fascio tubiero e mantello, registra presso le banche russe la documentazione prevista dal controllo valutario e necessario per poter effettuare i pagamenti in valuta estera.
All'occorrenza la nostra azienda è disposta a sviluppare anche i progetti per integrare il vostro macchinario con gli impianti già esistenti o con quelli in fase di realizzazione.
Siamo sicuri che la nostra azienda Intech GmbH LLC potrà diventare il vostro partner e il vostro distributore in Russia affidabile, valido e qualificato.
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