Shell-and- putki (shell-and-tube) -lämmönvaihtimilla tarkoitetaan lämmönvaihtimia, joissa lämmönvaihtopinta kahden virtauksen välillä muodostuu koteloon suljetuista putkista ja lämmönvaihto tapahtuu näiden putkien pinnan kautta.
Vaippa-putkilämmönvaihdinta pidetään tällä hetkellä yleisimpänä lämmönvaihdintyyppinä. Ensimmäisen kerran tällaiset laitteet kehitettiin 1900-luvun alussa. Niiden ulkonäkö johtui siitä, että lämpövoimalaitokset tarvitsivat lämmönvaihtimia, joilla on korkea lämmönsiirtonopeus ja kyky toimia korkeassa paineessa. Tulevaisuudessa tällaisia laitteita alettiin käyttää höyrystimien ja lämmittimien luomisessa sekä öljyteollisuudessa .
Nykyään vaippa-putkilämmönvaihtimet ovat löytäneet aktiivisen käytön sekä teollisuudessa että kotitalouksissa.
Vaippa-putkilämmönvaihtimessa yksi lämmönsiirtoaineista liikkuu putkien läpi (putkitila), toinen - rengasmaisessa tilassa. Tässä tapauksessa kuumennetun jäähdytysnesteen lämpö siirtyy putken seinien pinnan kautta vähemmän kuumennettuun jäähdytysnesteeseen. Useimmiten tarjotaan lämmönsiirtoaineiden päinvastainen liikesuunta, mikä edistää tehokkainta lämmönsiirtoa.
Vaippa-putkilämmönvaihtimen rakenneosat ovat:
Käytetään seuraavan tyyppisiä lämmönvaihtimia:
Lämmönvaihtimen putket sijaitsevat kotelon ytimessä ja niillä on suorin vaikutus aineen kulkunopeuteen, ja lämmönsiirtokerroin ja lämmönvaihtimen hyötysuhde riippuvat nopeudesta .
Kuori- ja putkilämmönvaihtimet erottuvat suotuisasti laajasta käyttölämpötila-alueesta, vesivasaran kestävyydestä, korkeasta hyötysuhteesta, kulutuskestävyydestä, kestävyydestä, huollettavuudesta, käyttöturvallisuudesta ja kyvystä toimia aggressiivisessa ympäristössä.
Laskeaksesi vaippa-putkilämmönvaihtimen pinta-alan, käytä kaavaa: F=Q/(K∆tav). F on lämmönvaihtopinta-ala, tav on lämmönsiirtoaineiden keskimääräinen lämpötilaero, K on lämmönsiirtokerroin, Q on lämmön määrä.
Kuori- ja putkilämmönvaihtimen lämpölaskelman tekemiseksi on tiedettävä seuraavien parametrien arvot: