Судно с рубашкой
В химической технологии сосуд с рубашкой представляет собой контейнер, предназначенный для контроля температуры его содержимого за счет использования охлаждающей или нагревательной «рубашки» вокруг сосуда, через которую охлаждающая или нагревающая жидкость циркулирует .
Рубашка — это внешняя по отношению к сосуду полость, обеспечивающая равномерный теплообмен между циркулирующей в ней жидкостью и стенками сосуда. В зависимости от конструкции куртки бывают нескольких видов: [1]
- Обычные куртки . Вторая оболочка установлена над частью сосуда, образуя кольцевое пространство, внутри которого течет охлаждающая или нагревательная среда. Простая традиционная рубашка без внутренних компонентов, как правило, очень неэффективна для теплопередачи, поскольку текучая среда имеет чрезвычайно низкую скорость, что приводит к низкому коэффициенту теплопередачи. Конденсирующиеся среды, такие как пар или Dowtherm A, являются исключением, поскольку в этом случае коэффициент теплопередачи не зависит от скорости или турбулентности, а зависит от площади поверхности, на которой конденсируется среда, и эффективности удаления конденсата. Внутренние устройства включают в себя перегородки, которые направляют поток по спирали вокруг рубашки, и перемешивающие сопла, которые создают высокую турбулентность в точке, где жидкость вводится в рубашку.
- Куртки змеевиков хаф-пайп . Трубы разрезаются по длине, обычно с прилежащим углом 180 градусов (разделяются равномерно посередине) или 120 градусов, затем наматываются на сосуд и привариваются.
- Куртки с ямочками . Тонкая внешняя оболочка прикреплена к корпусу сосуда точечными сварными швами, расположенными в определенном порядке, часто около 50 мм по центру как по горизонтали, так и по вертикали. Эти так называемые ямки придают завихрения нагревающей или охлаждающей среде, когда она течет через рубашку (см. Подушечно-пластинчатый теплообменник ).
- Пластинчатые катушки . Часто очень похожи на куртки с ямочками, но изготавливаются отдельно как цельные куртки, которые затем привязываются к сосуду. Они немного менее эффективны, чем кожухи с ямочками, поскольку существует двойной слой металла для прохождения тепла (внутренняя поверхность пластинчатого змеевика и оболочка сосуда). Им также требуется хорошее соединение с рубашкой сосуда, чтобы предотвратить образование изолирующего зазора между пластинчатой катушкой и сосудом.
Оболочки можно наносить на всю поверхность сосуда или только на его часть. Для вертикального сосуда верхняя головка обычно остается без рубашки. Рубашки можно разделить на зоны, чтобы разделить поток греющей или охлаждающей среды. Преимущества включают в себя: возможность направлять поток к определенным частям рубашки, например, только к нижней головке, когда требуется минимальный нагрев или охлаждение, и ко всей рубашке, когда требуется максимальный нагрев или охлаждение; способность обеспечить больший объем потока в целом (зоны подсоединены параллельно), поскольку падение давления в зоне ниже, чем если бы вся рубашка представляла собой одну зону.
Сосуды с рубашкой можно использовать в качестве химических реакторов (для удаления повышенного тепла реакции ) или для снижения вязкости высоковязких жидкостей (таких как смола ).
Перемешивание также можно использовать в сосудах с рубашкой для улучшения однородности свойств жидкости (таких как температура или концентрация ).
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
Библиография [ править ]
- «Химический синтез API: тенденции в проектировании теплопередачи реакторов», Стивен Холл и Энди Стокер. Фармацевтическая инженерия , январь/февраль 2004 г.
- «Оценка теплопередачи и трения в оболочках с ямочками», Джон Гарвин, журнал CEP , апрель 2001 г.
- «Теплопередача в сосудах с рубашкой с перемешиванием», Роберт Дрим, Химическая инженерия , январь 1999 г.