Riscaldatore tubolare in acciaio inox dalla struttura semplice

Lo scambiatore di calore tubolare è costituito da componenti quali un mantello, un fascio tubiero, una piastra tubiera, una piastra deflettrice (deflettori) e una scatola tubiera. Il mantello è generalmente cilindrico, con un fascio di tubi installato al suo interno, le cui estremità sono fissate alla piastra tubiera. Per lo scambio termico vengono utilizzati due tipi di fluidi: caldo e freddo. Il primo scorre all'interno dei tubi ed è chiamato fluido lato tubi; il secondo scorre all'esterno dei tubi ed è chiamato fluido lato mantello. Per migliorare il coefficiente di scambio termico del fluido all'esterno dei tubi, all'interno del mantello vengono solitamente installati diversi deflettori. I deflettori aumentano la velocità del fluido sul lato mantello, costringendolo a passare più volte attraverso il fascio tubiero secondo un percorso prestabilito e incrementando il grado di turbolenza del fluido. I tubi di scambio termico possono essere disposti a triangolo equilatero o a quadrato sulla piastra tubiera. La disposizione a triangolo equilatero è relativamente compatta, con un elevato grado di turbolenza del fluido all'esterno dei tubi e un elevato coefficiente di scambio termico; la disposizione a quadrato facilita la pulizia esterna dei tubi ed è adatta a fluidi soggetti a incrostazioni.

I principali parametri di controllo degli scambiatori di calore tubolari sono la superficie di riscaldamento, la portata dell'acqua calda, la capacità di scambio termico e i parametri del fluido termovettore.

Ogni passaggio di un fluido attraverso un fascio tubiero è chiamato passaggio nel fascio tubiero; ogni passaggio attraverso il mantello è chiamato passaggio nel mantello. Il diagramma mostra il più semplice scambiatore di calore a singolo tubo e mantello, abbreviato come scambiatore di calore di tipo 1-1. Per migliorare la velocità del fluido all'interno del tubo, è possibile installare dei deflettori alle due estremità del tubo per dividere tutti i tubi in più gruppi. In questo modo, il fluido passa solo attraverso una porzione del tubo ogni volta, percorrendo avanti e indietro più volte all'interno del fascio tubiero, in quello che viene chiamato passaggio multitubo. Analogamente, per aumentare la velocità del flusso all'esterno del tubo, è possibile installare dei deflettori longitudinali anche all'interno del mantello per forzare il fluido a passare attraverso lo spazio del mantello più volte, in quello che viene definito passaggio multimantello. I processi multitubo e multimantello possono essere utilizzati congiuntamente.