เรือหุ้มเกราะ
ในวิศวกรรมเคมีภาชนะหุ้มฉนวนหมายถึงภาชนะที่ออกแบบมาเพื่อควบคุม อุณหภูมิของสารภายใน โดยใช้ "ฉนวน" ทำความเย็นหรือความร้อนหุ้มรอบภาชนะ ซึ่งมีของเหลว ทำความเย็นหรือความร้อน ไหลเวียน ผ่าน
แจ็คเก็ตคือช่องว่างภายนอกภาชนะที่ช่วยให้เกิดการแลกเปลี่ยนความร้อนอย่างสม่ำเสมอระหว่างของเหลวที่ไหลเวียนอยู่ภายในกับผนังของภาชนะ มีแจ็คเก็ตหลายประเภทขึ้นอยู่กับการออกแบบ: [ 1 ]
- แจ็คเก็ตแบบดั้งเดิมมีการติดตั้งเปลือกชั้นที่สองครอบส่วนหนึ่งของภาชนะ ทำให้เกิดช่องว่างรูปวงแหวนซึ่งสารหล่อเย็นหรือสารให้ความร้อนไหลผ่าน แจ็คเก็ตแบบดั้งเดิมที่ไม่มีส่วนประกอบภายในนั้นโดยทั่วไปแล้วมีประสิทธิภาพในการถ่ายเทความร้อนต่ำมาก เนื่องจากสารที่ไหลมีอัตความเร็วต่ำมาก ส่งผลให้ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนต่ำ สารควบแน่น เช่น ไอน้ำหรือ Dowtherm A เป็นข้อยกเว้น เพราะในกรณีนี้ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเร็วหรือความปั่นป่วน แต่เกี่ยวข้องกับพื้นที่ผิวที่สารควบแน่นและประสิทธิภาพในการกำจัดน้ำควบแน่น ส่วนประกอบภายในประกอบด้วยแผ่นกั้นที่ควบคุมการไหลในรูปแบบเกลียวรอบแจ็คเก็ต และหัวฉีดที่ทำให้เกิดความปั่นป่วนสูง ณ จุดที่ของเหลวถูกป้อนเข้าไปในแจ็คเก็ต
- ปลอกหุ้มแบบขดครึ่งท่อท่อจะถูกผ่าตามแนวยาว โดยปกติจะมีมุมรวม 180 องศา (ผ่าครึ่งเท่าๆ กัน) หรือ 120 องศา จากนั้นจึงพันรอบภาชนะและเชื่อมติดเข้าที่
- ปลอกหุ้มแบบมีร่อง (Dimple Jackets ) คือเปลือกนอกบางๆ ที่ยึดติดกับตัวถังด้วยการเชื่อมแบบจุดที่จัดเรียงเป็นรูปแบบสม่ำเสมอ โดยมักมีระยะห่างประมาณ 50 มม. ทั้งในแนวนอนและแนวตั้ง ร่องเหล่านี้ทำให้เกิดการไหลปั่นป่วนแก่สารหล่อเย็นหรือสารทำความร้อนขณะที่ไหลผ่านปลอกหุ้ม (ดูเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นหมอน (Pillow plate heat exchanger ))
- ขดลวดแผ่น (Plate Coils ) มักคล้ายกับปลอกหุ้มแบบร่อง (Dimple Jackets) แต่ผลิตแยกต่างหากเป็นปลอกหุ้มแบบปิดสนิท แล้วจึงรัดติดกับภาชนะ ประสิทธิภาพจะด้อยกว่าปลอกหุ้มแบบร่องเล็กน้อย เนื่องจากมีโลหะสองชั้นให้ความร้อนผ่าน (พื้นผิวด้านในของขดลวดแผ่นและเปลือกภาชนะ) นอกจากนี้ยังต้องมีการยึดติดกับเปลือกภาชนะอย่างดี เพื่อป้องกันช่องว่างที่เป็นฉนวนระหว่างขดลวดแผ่นกับภาชนะ
สามารถติดตั้งฉนวนหุ้มได้ทั้งบนพื้นผิวทั้งหมดของภาชนะหรือเพียงบางส่วน สำหรับภาชนะแนวตั้ง โดยทั่วไปส่วนบนสุดจะไม่หุ้มด้วยฉนวน ฉนวนหุ้มสามารถแบ่งออกเป็นโซนเพื่อแบ่งการไหลของสารหล่อเย็นหรือสารทำความร้อน ข้อดีได้แก่: ความสามารถในการควบคุมการไหลไปยังส่วนต่างๆ ของฉนวนหุ้ม เช่น เฉพาะส่วนล่างเมื่อต้องการความร้อนหรือความเย็นน้อยที่สุด และไหลไปยังฉนวนหุ้มทั้งหมดเมื่อต้องการความร้อนหรือความเย็นสูงสุด; ความสามารถในการให้ปริมาณการไหลโดยรวมที่สูงขึ้น (โซนต่างๆ ต่อท่อขนานกัน) เนื่องจากความดันลดลงในแต่ละโซนต่ำกว่าหากฉนวนหุ้มทั้งหมดเป็นโซนเดียว
ภาชนะหุ้มฉนวนสามารถใช้เป็นเครื่องปฏิกรณ์เคมี (เพื่อระบายความร้อนสูงจากปฏิกิริยา ) หรือเพื่อลดความหนืดของของเหลวที่มีความหนืดสูง (เช่นน้ำมันดิน )
การกวนยังสามารถใช้ในภาชนะที่มีปลอกหุ้มเพื่อปรับปรุงความสม่ำเสมอของคุณสมบัติของของเหลว (เช่นอุณหภูมิหรือความเข้มข้น ) ได้อีกด้วย
ดูเพิ่มเติม
บรรณานุกรม
- "การสังเคราะห์สารเคมี API: แนวโน้มในการออกแบบการถ่ายเทความร้อนของเครื่องปฏิกรณ์" โดย Stephen Hall และ Andy Stoker วารสารPharmaceutical Engineeringฉบับเดือนมกราคม/กุมภาพันธ์ 2547
- "การประเมินการถ่ายเทความร้อนและแรงเสียดทานในเสื้อสูบแบบมีร่อง" โดย จอห์น การ์วิน, นิตยสาร CEP , เมษายน 2544
- "การถ่ายเทความร้อนในภาชนะที่มีการกวนและมีปลอกหุ้ม", โรเบิร์ต ดรีม, วิศวกรรมเคมี , มกราคม 1999
ลิงก์ภายนอก
- ประสิทธิภาพของกระบวนการถ่ายเทความร้อนในถังผสมแบบมีปลอกหุ้มและติดตั้งใบพัดแบบเยื้องศูนย์
- โปรแกรมสเปรดชีตคำนวณการถ่ายเทความร้อนสำหรับภาชนะหุ้มฉนวนเก็บถาวรเมื่อ 2012-05-07 ที่Wayback Machine