Korpusa un cauruļu siltummaiņa koncepcija un darbība ir diezgan vienkārša, un tās pamatā ir divu šķidrumu plūsma un termiskais kontakts. Korpusa un cauruļu siltummaiņa nosaukums kalpo kā skaidrojums procesam, kas ir temperatūras apmaiņa starp diviem šķidrumiem. Siltummainī uzkarsēts vai karsts šķidrums plūst ap aukstu šķidrumu un pārnes siltumu aukstā šķidruma plūsmas virzienā.
Jebkurā situācijā, kad saskaras divi materiāla gabali, notiks siltuma apmaiņa vai pārnešana caur vadošu virsmu. Korpusa un caurules siltummaiņa process nodrošina vietu diviem šķidrumiem, lai apmainītos vai nodotu siltumu caur vadošiem metāliem.
Korpusa un caurules siltummaiņa procesā viens šķidrums plūst caur caurulēm, bet otrs šķidrums plūst caur apvalku. Tālāk redzamajā diagrammā, kas attēlo taisnu caurules apvalku un caurules siltummaini, korpusa šķidruma ieplūdes atvere atrodas augšpusē un caurules šķidruma ieplūde apakšējā labajā stūrī.
Korpusa un caurules siltummainim ir divi nodalījumi vai sekcijas: korpusa puse un caurules puse. Strādājot ar korpusa un cauruļu siltummaini, ir svarīgi izlemt, kurā pusē ieplūdīs karstais šķidrums un kurā aukstais šķidrums; šis lēmums tiek saukts par šķidruma piešķiršanu.
Ja starp šķidrumiem ir spiediena atšķirība, zemāka spiediena šķidrums ieplūst caur korpusa ieplūdi, jo caurules ir paredzētas augsta spiediena izturēšanai.
Apvalka puse
Nosakot šķidruma plūsmu korpusa pusei, ir svarīgi zināt, ka korpusa izgatavošana ir dārgāka nekā caurules, un to ir grūtāk tīrīt. Korpusa pusē ir deflektori, kas virza šķidruma plūsmu pa cauruļu saišķiem.
Viskozi šķidrumi un šķidrumi ar lielu plūsmas ātrumu tiek apstrādāti caur korpusa pusi, kur ir palielināta turbulence un palielināts pārneses koeficients, kas uzlabo siltuma pārnesi. Lielas temperatūras izmaiņas parasti tiek veiktas korpusa pusē.
Caurules puse
Nepieciešamība caurules pusē ir radīt turbulentu plūsmu; tas tiek panākts, uzstādot turbulatorus cauruļu iekšpusē caur caurumiem caurules loksnē. Tāpat kā turbulence čaulā, turbulence caurulēs palielina siltuma pārneses spēju. Turbulatoru sekundāra funkcija ir uzturēt cauruļu iekšpusi tīru un nepiesārņotu. Caurulēm ir zemāka turbulence un spiediena kritums, un tās nodrošina racionālu plūsmu.
Piespēles
Korpusa un cauruļu siltummaiņiem var būt viens, divi, četri, seši vai astoņi gājieni, kas ir rakstīti 1-1, 1-2, 1-4 utt. Pirmais cipars ir čaulu skaits. Otrais cipars ir piespēļu skaits. Pāreju skaits ir to reižu skaits, kad šķidrums šķērso šķidrumu čaulā. Vienreizējā siltummainī šķidrums vienu reizi iet cauri apvalkam. Pieaugot piegājienu skaitam, palielinās siltuma pārneses koeficients.
Darbības korpusa un caurules siltummainis
Kā redzams grafikā, auksts šķidrums ieplūst caur cauruli vai apvalka ieplūdi un tiek uzkarsēts ar vadošu karsēšanu caurulēs; pēc tam tas tiek apstrādāts. Zemāk redzamajā attēlā ir divu cauruļu apvalka un caurules siltummainis.
Turbulentā plūsma apvalka un cauruļu siltummainī palielina siltuma pārneses ātrumu un novērš piesārņojumu caurulēs un korpusa sienās. Pastāvīgai turbulentai plūsmai ir pašattīrīšanās efekts, kas nodrošina nepārtrauktu un optimālu veiktspēju. Deflektori, kas virza plūsmu korpusā, rada tā turbulenci, savukārt caurulēs uzstādītie turbulatori rada tā turbulāciju.
Siltuma apmaiņas procesu veicina termiskais kontakts starp diviem šķidrumiem, kas atrodas apvalkā un caurulēs. Viens no šķidrumiem atstāj vēsāks, bet otrs atstāj siltāks vai karsts.