Цевни и цевни измењивачи топлоте: дизајн, техничке карактеристике, производња
Измјењивач топлине је уређај у којем се топлина преноси између расхладних средстава. 
Принцип рада
Схелл-анд-тубе измјењивачи топлине су рекуперативног типа, гдје су медији одвојени зидовима. Њихов рад се састоји у процесима размене топлоте између течности. У овом случају може доћи до промјене у њиховом агрегативном стању. Пренос топлоте може да се догоди и између течности и паре или гаса.
Предности и недостаци
Измјењивачи топлине из цијеви и цијеви су чести због сљедећих позитивних особина:
- отпорност на механичка напрезања и хидрауличке ударе;
- ниски захтјеви за чистоћу медија;
- висока поузданост и трајност;
- широк распон модела;
- могућност кориштења у различитим окружењима.
Недостаци овог типа модела су:
- мала вредност коефицијента преноса топлоте;
- значајне димензије и висока потрошња метала;
- висока цена због повећаног садржаја метала;
- потребу за коришћењем уређаја са великом маргином у вези са утикачем оштећених цеви током поправки;
- флуктуације у нивоу кондензата нелинеарно мењају пренос топлоте у уређајима хоризонталног извођења.
Цевни и цевни измењивачи топлоте имају низак коефицијент преноса топлоте. Ово је делимично због чињенице да је телесни простор 2 пута већи од укупног попречног пресека цеви. Употреба водећих преграда омогућава повећање брзине течности и побољшање преноса топлоте.
У прстенастом простору пролази расхладно средство, а загријан медиј се доводи кроз цијеви. Слично томе, може се и охладити. Ефикасност преноса топлоте обезбеђује се повећањем броја цеви или стварањем попречне струје спољашње расхладне течности.
Компензација продужења температуре
Температура расхладне течности је различита и услед тога долази до термичке деформације елемената конструкције. Цевни и цевни измењивачи топлоте се изводе са или без компензације проширења. Круто причвршћивање цеви је дозвољено када је температурна разлика између њега и тела до 25-30 ° Ц. Ако прелази ове границе, користе се следећи температурни компензатори.
- "Плутајућа" глава - једна од решетки нема везу са кућиштем и слободно се креће у аксијалном правцу када су цеви издужене. Дизајн је најпоузданији.
- Тело је израђено од компензатора сочива у облику набора, који се може проширити или стегнути.
- Компензатор жлезда је инсталиран на горњем дну, који има способност кретања са решетком током термичког ширења.
- Цеви у облику слова У слободно се пружају у околини носача топлоте. Недостатак је сложеност производње.
Врсте размењивача топлоте
Дизајн уређаја је једноставан, увек су тражени. Цилиндрично тело је челично кућиште великог пречника. На његовим рубовима су прирубнице на које су постављени поклопци. У цијевним листовима унутар кућишта, цијевни снопови се фиксирају заваривањем или спаљивањем. 
Материјал за цеви је челик, бакар, месинг, титан. Челичне плоче су причвршћене између прирубница или заварене на кућиште. Између њих и унутрашњег тела формирају се коморе кроз које пролазе расхладне течности. Постоје и преграде које мењају кретање флуида који пролазе кроз измењиваче топлотних цеви. Дизајн вам омогућава да промените брзину и правац протока који пролази између цеви, чиме се повећава интензитет преноса топлоте. 
Уређаји се могу поставити у простор вертикално, хоризонтално или са нагибом.
Различити типови топлинско-цевних измењивача топлоте разликују се по распореду преграда и распореду температурних дилатационих спојева. Код малог броја цијеви у снопу, кућиште има мали промјер, а површине измјењивача топлине су мале. Да би их повећали, измењивачи топлоте су спојени у серијама у секцијама. Најједноставније је изградња "цијеви у цијеви", која се често прави самостално. Да би се то урадило, потребно је изабрати пречник унутрашње и спољашње цеви и проток расхладне течности. Погодност чишћења и поправке обезбеђена је на рачун колена која повезују следеће секције. Овај дизајн се често користи као парно-водени измењивач топлоте. 
Спирални измењивачи топлоте су канали направљени правоугаоног облика и заварени од лимова дуж којих се крећу расхладне течности. Предност је велики контакт површине са течностима, а недостатак је мали дозвољени притисак.
Нови дизајн измењивача топлоте
Данас се почиње развијати производња компактних измењивача топлоте са рељефним површинама и интензивним кретањем течности. Као резултат тога, њихове техничке карактеристике су блиске ламеларним апаратима. Међутим, производња овог другог се такође развија и тешко их је ухватити. Замјена цијевно-цијевних измјењивача топлине с плочастим типовима је корисна због сљедећих предности:
- коефицијент преноса топлоте валовитог профила плоче је 3-4 пута већи;
- лакоћа демонтаже и поправке;
- компактност, због малих удаљености између плоча.
Недостатак је брза контаминација плоча због малих димензија између њих. Ако је добро филтрирати носаче топлоте, измењивач топлоте ће радити дуго времена. Мале честице се не држе на полираним плочама, а турбулизација течности такође спречава таложење загађивача.
Повећање интензитета апарата за пренос топлоте
Стручњаци непрестано креирају нове измјењиваче топлине са цијевима. Спецификације се побољшавају применом следећих метода:
- стварање турбулентних токова;
- прављење спиралних уметака који стварају уздужни и попречни ток око цеви;
- производња обликованих, оребрених и упредених цеви;
- употреба смеша гас-течност;
- вибрације површина измјењивача топлине или пулсирајући проток расхладних средстава;
- комбинација неколико метода, као што су вртложни ток и пераје.
Турбулизација протока флуида значајно смањује скалирање на зидовима цеви. Због тога не захтевају мере за њихово чишћење, које су неопходне за глатке површине.
Производња топлинско-цевних измењивача топлоте са увођењем нових метода омогућава повећање ефикасности преноса топлоте за 2-3 пута. 
С обзиром на додатну потрошњу енергије и трошкове, радници у производњи често покушавају замијенити измјењивач топлине плочастим измјењивачем топлине. У поређењу са конвенционалним шкољкама и цевима, они су бољи за пренос топлоте за 20-30%. То је више повезано са развојем производње нових технологија, које и даље долазе са потешкоћама.
Рад са измењивачем топлоте
Уређајима је потребна периодична контрола и праћење рада. Параметри, као што је температура, мере се њиховим улазним и излазним вредностима. Ако је ефикасност рада смањена, потребно је провјерити стање површина. Наслаге сланих соли посебно утичу на термодинамичке параметре измењивача топлоте, где постоји мали зазор. Чишћење површина се врши хемијски, као и коришћењем ултразвучних вибрација и турбулизацијом токова расхладне течности.
Поправак шкољкастих апарата углавном се састоји у заптивању непропусних цеви, што нарушава њихове техничке карактеристике.
Закључак
Оптимални измењивачи топлоте са шкољком и цијеви конкурирају плочастим измјењивачима топлине и могу се користити у многим подручјима технологије. Нови дизајн има знатно мање димензије и потрошњу метала, што омогућава да се смањи радна површина и смање трошкови израде и рада.