Bölmeler, borulu ısı değiştiricinin en önemli yapısal özelliklerinden biridir. Bu metal plakalar, borunun uzunluğu boyunca monte edilir ve her biri ünitenin çalışması için eşit derecede önemli olan üç fonksiyona hizmet eder.
İlk olarak, bölmeler fiziksel olarak tüp demetini desteklemektedir. Aynı zamanda, boru aralıklarının korunmasına yardımcı olur, akış veya ısı aktarım hızı titreşime neden olduğunda her bir tüpün sallanmasını, kırılmasını veya bükülmesini önler. Son olarak, shell-side akışının yönünü belirlerler.
Bu son amaç - akış yolunun tanımlanması - ısı transferinin etkinliği açısından kritiktir ve oldukça değişkendir. İmalatçılar, saptırma plakalarının yönü, boyutu ve aralığı bakımından birçok seçeneğe sahiptir. İmalatçıların karar vermesi gereken bir karar vericinin dikey veya yatay olarak konumlandırılmasıdır.
Yatay saptırma
Yatay bölmeler, tek fazlı bir akışkanın kabukların üzerinde olduğu operasyonlar için idealdir, çünkü bu, eşanjörün tabanındaki birikintileri önler, (Rajiv Mukherjee Kimya Mühendisliği Progress için bir makalede açıkladı.) Aynı zamanda, tabakalaşmayı önler ve eşanjörün üst bölgesinde daha sıcak sıvının aşağıda daha soğuk sıvı ile karışmasını sağlar.
"Yatay bölmeler genellikle daha yüksek bir ısı transfer hızı sağlayabilir."
Koorosh Mohammadi, Stuttgart Üniversitesi için yazılmış bir tez çalışmasında açıkladığı gibi, yatay saptırma plakaları çoğu zaman varsayılan tasarımdır. Mohammadi, çalışmaları boyunca yönelimin, basınç düşüşü ve ısı transfer oranı üzerinde önemli bir etkisi olduğunu bulmuştur.
Gövde ve borulu ısı eşanjöründe herhangi bir sızıntı akışı olmadığında, yatay bölmeler genellikle kabuk sıvısından bağımsız olarak en büyük yararı sağlar. Yatay saptırma plakalı ısı eşanjörleri genellikle daha yüksek bir ısı transfer hızı sağlayabilir, çünkü bu tip bir tasarımda, giriş ve çıkış valfleri ile birinci ve son bölmeler arasındaki ortalama mesafe dikey saptırma plakalarına sahip eşanjörlerden daha uzundur.
Shell-side sıvısı daha düşük bir hızda hareket ettiğinde, yatay perdeler, prosesin düzenli olarak akmasını sağlar. Dikey bölmeler, ısı aktarımı üzerinde olumsuz bir etki yaratabilen, zaman akışkanının kabukta kalmasını sağlar.
Dikey saptırma
Dikey bölmeler, iki geçişli değiştiricilerin imalatını basitleştirebilir. Bu tarz, kabuk tarafında yoğuşma olduğu operasyonlar için de idealdir. Dikey yönlendirme, yoğuşma suyunun kendisi tarafından yakalanmaktan ziyade çıkış yerine doğru aşağı doğru hareket etmesine izin verir.
Mohammadi, sızıntı akışları olan kabuk ve borulu ısı eşanjörlerinin dikey saptırma plakalarıyla en iyi performansı gösterdiğini keşfetti. Sıvıların, gazlarla karşılaştırıldığında, gazların daha yüksek dağılma oranına bağlı olarak gaz olduğu zaman, yararı en çok fark edilir.
"Dikey bölmeler, daha düşük bir basınç düşüşü istendiğinde en iyi olabilir."
Sızıntı akışları ve yatay saptırma plakaları ile ısı değiştiricilerinde görülen basınç düşüşü, kaçak akımları ve dikey saptırma plakaları olan eşanjörlerden çok daha yüksektir. Bu nedenle, basınç düşüşünü en aza indirmeyi amaçlayan kabuk ve borulu ısı değiştirici tasarımları için dikey bölmeler en iyi olabilir. Mohammadi, bu oryantasyonun kabuk çapının yüzde 30'u olan saptırma kesimleriyle birleştiğinde en düşük basınç düşüşüne sahip olduğunu bulmuştur. Bu arada, en yüksek basınç düşüşü, kabuğun çapının yüzde 20'sine kadar kesilmiş yatay saptırmalarda görülmüştür.
Saptırma plakalarının bir boru ve borulu ısı değiştiricisine yerleştirilme şekli, ünitenin ısı transfer oranı ve basınç düşüşü üzerinde doğrudan bir etkiye sahip olacaktır. Bununla birlikte, en yararlı saptırma oryantasyonu, değiştiricinin kullanımına, kullanılan işlemlerin özelliklerine ve istenen etkilere bağlıdır. Tüm işlemler aynı tasarımı gerektirmez ve çoğu durumda özel bir kabuk ve borulu ısı değiştirici, belirli bir işlem için en iyi eşleşmeyi sağlar.