Q. Qu'est-ce qu'un échangeur de chaleur à coque et à tube?

A: L'échangeur de chaleur à coque et à tube est le type utilisé dans presque toutes les applications industrielles. Les échangeurs de chaleur à base de SiC sont couramment utilisés par l'industrie chimique, par exemple, dans le traitement de l'acide sulfurique. Ce type d'échangeur de chaleur est populaire en raison de sa simplicité (car il n'a pas de pièces mobiles), de sa résistance intrinsèque (car il est cylindrique), de sa capacité à gérer des pressions supérieures à 30 bars et des températures supérieures à 260 ° C, ainsi que de sa facilité entretien, en particulier lorsque les faisceaux de tubes sont amovibles pour la maintenance. Un autre type courant d'échangeur de chaleur est le type à plaques, qui a ses avantages et ses inconvénients pour des applications spécifiques. Il existe de nombreuses variantes des deux types.

Q: Comment fonctionne le transfert de chaleur dans un échangeur de chaleur à coque et à tube?

A: Tous les échangeurs de chaleur remplissent essentiellement la même fonction: transférer la chaleur d'un liquide ou d'un gaz à un autre sans que les fluides n'entrent en contact direct. Un échangeur de chaleur à coque et à tube, par exemple, a un récipient sous pression cylindrique externe (la coque), deux faisceaux de tubes indépendants qui fonctionnent généralement longitudinalement à l'intérieur et deux fluides séparés, chacun ayant une température différente à son entrée dans le échangeur de chaleur (figure 1).

Figure 1. L'illustration montre les principaux composants d'un échangeur de chaleur à coque et à tube.

Un fluide s'écoule à travers la coque et donc au-dessus des tubes, et l'autre à travers les tubes. Les chicanes dans la coque créent une turbulence pour diriger le fluide à travers le faisceau de tubes et empêcher les tubes de s'affaisser ou de vibrer.

A: La corrosion est le résultat de réactions chimiques complexes entre les tubes de l'échangeur de chaleur et les fluides qui les traversent. Les types et la gravité de la corrosion varient selon les types de fluides et les matériaux à partir desquels les tubes sont fabriqués. La meilleure façon d'atténuer la corrosion est d'utiliser un matériau qui lui est intrinsèquement résistant. Contrairement aux nombreux autres matériaux utilisés comme tubes d'échangeur de chaleur (par exemple, Graphite, Hastelloy, Tantale), Hexoloy® SiC est universellement résistant à la corrosion et à l'érosion, ce qui le rend intrinsèquement plus fiable avec une durée de vie plus longue. De plus, il est extrêmement dur et léger, peut supporter des températures et des chocs thermiques extrêmement élevés et sa conductivité thermique n'est dépassée que par le carbone.

A: Tous les tubes d'échangeur de chaleur doivent être testés sous pression au moment de la fabrication, même ceux destinés à des applications dans lesquelles la pression n'est pas inhabituellement élevée. Parmi les autres tests effectués par Saint-Gobain sur ses tubes échangeurs de chaleur, chacun est soumis à des tests de pression rigoureux à des niveaux supérieurs à ceux qu'ils auront en service. Il ne s'agit pas seulement d'une mesure de contrôle de la qualité mais également d'une assurance de sécurité, car toutes les applications, en particulier les environnements à haute pression, peuvent être potentiellement dangereuses.