ل (1) الهيكل الأساسي يتكون المبادل الحراري الأنبوبي بشكل أساسي من أربعة أجزاء: الغلاف، حزمة الأنابيب، لوحة الأنابيب والغطاء. الغلاف: أسطوانة خارجية توفر الحماية ومساحة الاحتواء لحزمة الأنابيب، ويتدفق بداخلها أحد الموائع (المائع الساخن أو المائع البارد). حزمة الأنابيب: المكون الأساسي. يتم تثبيت العديد من أنابيب نقل الحرارة على لوحة الأنابيب بترتيب محدد (مثل المثلث المتساوي الأضلاع والمربع) لتكوين سطح نقل الحرارة. يتدفق مائع آخر داخل الأنابيب لتبادل الحرارة مع المائع داخل الغلاف. لوحة الأنابيب: تقع في كلا طرفي الغلاف، وتُستخدم لتثبيت أنابيب نقل الحرارة وفصل مائع جانب الأنبوب ومائع جانب الغلاف لمنع اختلاطهما. الغطاء: يُثبت في طرفي الغلاف، ويحتوي على فتحات دخول وخروج المائع، ويتصل بالأنابيب الخارجية عن طريق الوصلات لتحقيق دخول وخروج وتوزيع المائع. (2) مبدأ العمل يتدفق مائعان بدرجتي حرارة مختلفتين على التوالي في جانب الأنبوب وجانب الغلاف، ويتم نقل الحرارة عبر جدار الأنبوب. ينقل المائع الساخن الحرارة إلى الجانب الداخلي لجدار الأنبوب، ثم تنتقل الحرارة إلى المائع البارد من الجانب الخارجي لجدار الأنبوب، لرفع درجة حرارة المائع البارد وخفض درجة حرارة المائع الساخن. من خلال التصميم المناسب لطول وقطر وعدد أنابيب نقل الحرارة، بالإضافة إلى سرعة واتجاه تدفق الموائع، يمكن تحسين كفاءة نقل الحرارة لتلبية متطلبات تبادل الحرارة في ظروف تشغيل مختلفة. ثانياً: التصنيف والخصائص (1) النوع بلوحة أنابيب ثابتة الخصائص الهيكلية: لوحات الأنابيب في طرفي حزمة الأنابيب مثبتة بقوة على الغلاف. هيكل بسيط ومدمج، وتكلفة التصنيع منخفضة. مجال الاستخدام: مناسب لظروف التشغيل حيث يكون مائع جانب الغلاف نظيفاً ولا يترسب عليه القشور بسهولة، مع فرق حرارة صغير بين جانب الأنبوب وجانب الغلاف (عادة لا يتجاوز 50 درجة مئوية)، مثل تبادل الحرارة في العمليات الكيميائية الصغيرة. القيود: فرق الحرارة الكبير قد ينتج عنه إجهاد حراري مما يؤدي إلى تشوه حزمة الأنابيب أو تشقق لوحة الأنابيب. (2) النوع برأس عائم الخصائص الهيكلية: لوحة الأنابيب في أحد طرفي حزمة الأنابيب يمكنها التحرك بحرية داخل الغلاف (الرأس العائم)، والطرف الآخر مثبت على الغلاف. المزايا: يزيل الإجهاد الحراري بفعالية، ويسهل سحب حزمة الأنابيب للتنظيف. مناسب للحالات ذات الفرق الحراري الكبير بين جانب الأنبوب وجانب الغلاف، وعندما يكون مائع جانب الغلاف عرضة لترسب القشور، مثل التسخين المسبق للزيت الخام في مصافي النفط. (3) النوع بالأنابيب على شكل حرف U الخصائص الهيكلية: تنحني أنابيب نقل الحرارة على شكل حرف U، ويتم تثبيت كلا الطرفين على لوحة أنابيب واحدة، وكل أنبوب يمكنه التمدد والانكماش بحرية. مجال الاستخدام: هيكل مدمج، مناسب لظروف درجات الحرارة المرتفعة والضغط العالي مع مائع نظيف داخل الأنابيب، مثل السخانات عالية الضغط في محطات توليد الكهرباء. العيوب: صعوبة تنظيف الجزء الداخلي للأنابيب، ومن السهل حدوث تسرب في منحنيات حرف U بسبب التآكل الناتج عن الجرف.