Теплообменник «труба в трубе» — простое и надёжное решение для нагрева/охлаждения жидкостей и парожидкостных сред. Ниже — устройство, расчёт, выбор материалов и готовые рекомендации по подбору.
Подберём коаксиальный теплообменник под ваш режим
Расчёт по расходам, ΔT и допустимому падению давления. КП в день обращения, доставка по РФ и ЕАЭС.
Коаксиальная конструкция: внутренняя труба и кольцевой зазор обеспечивают эффективный противоток
Устройство и принцип работы
Конструкция — две концентрические трубы: один теплоноситель идёт по внутренней трубе, второй — по кольцевому зазору. Наиболее эффективный режим — противоток, обеспечивающий высокую логарифмическую разность температур и стабильный теплоперенос даже при малых перепадах.
Гладкие или оребрённые/рифлёные поверхности для усиления турбулентности.
Секционное наращивание длины (шлейфы) для нужной площади.
Исполнения: цельносварные для жёстких условий или фланцевые — для удобной промывки.
Модульное исполнение «труба в трубе»: горизонтальная и вертикальная установка
Преимущества и ограничения
Сильные стороны
Простота и ремонтопригодность, низкий риск смешивания сред.
Устойчивость к загрязнениям (крупные зазоры, прямая промывка).
Широкий температурный диапазон (до 400 °C) и давление до 25 бар.
Гибкость по монтажу: вертикаль/горизонталь, в обвязке резервуаров.
Ограничения
Большая длина при больших мощностях по сравнению с пластинчатыми.
Меньшая удельная площадь на единицу объёма, чем у ПТО.
При низких расходах важно контролировать режим, чтобы избежать ламинарности.
Технические характеристики и исполнение
Типовые диапазоны и опции изготовления:
Параметр
Диапазон
Типовая настройка
Материалы/исполнение
Лайфхак/примечание
Диаметр труб, мм
12–108
25–76
AISI 304/316L, углеродистая сталь
Больше диаметр — ниже Δp при том же расходе
Длина секции, м
1–12
3–6
Секционная сборка (шлейфами)
Подбираем длину под площадь и габариты
Температура, °C
-40…+400
70–180
Зависит от материала и среды
Для пара — проверяем термонапряжения
Давление, бар
до 25
6–16
Трубные доски: фланец/сварка
Испытательное обычно ×1,5 от рабочего
Соединения
Фланец/резьба/сварка
Фланцы PN16–PN25
DN 15–100
Фланец удобнее для сервисной промывки
Промывка
CIP/механическая
1–2 раза/год
Ревизионные участки
Закладывайте штуцера промывки заранее
Расчёт мощности: формулы и пример
Баланс: Q = m × c × ΔT (кВт), где m — кг/с, c — кДж/(кг·К), ΔT — К.
Теплопередача: Q = U × A × ΔTlm, где U — Вт/(м²·К), A — м².
Микропример. Нужно нагреть 8 м³/ч дизтоплива (ρ≈830 кг/м³, c≈2,1 кДж/(кг·К)) с 20→50 °C.
m = 8000×0,83/3600 ≈ 1,84 кг/с; Q ≈ 1,84×2,1×30 ≈ 116 кВт.
При U≈600 Вт/(м²·К) и ΔTlm≈25 К площадь A ≈ 116 000/(600×25) ≈ 7,7 м² (рекомендуем запас 15–20%).
Подсказка: для вязких/загрязнённых сред принимайте пониженный U (400–800 Вт/м²·К) и проверяйте максимально допустимое падение давления по обоим трактам.
Подбор и чек-лист данных
Что прислать инженеру
Температуры вход/выход по обеим средам.
Расходы (м³/ч) и допустимое Δp (бар).
Тип среды, вязкость, наличие твёрдых частиц.
Материалы: внутренняя/наружная трубы, соединения.
Габаритные/монтажные ограничения, ориентация.
Типовые решения
Пар → вода: противоток, конденсатоотводчик, регулятор давления.
Топливо → вода/воздух: рифлёные трубы для повышения U.
Циркуляция резервуара: «змеевик» труба-в-трубе по стенке/дне.