शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर्स कैसे काम करते हैं?

शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर की अवधारणा और संचालन काफी सरल है और यह दो तरल पदार्थों के प्रवाह और थर्मल संपर्क पर आधारित है। शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर का नाम उस प्रक्रिया की व्याख्या के रूप में कार्य करता है, जो दो तरल पदार्थों के बीच तापमान का आदान-प्रदान है। हीट एक्सचेंजर में, एक गर्म या गर्म तरल पदार्थ ठंडे तरल पदार्थ के चारों ओर प्रवाहित होगा और ठंडे तरल पदार्थ के प्रवाह की दिशा में गर्मी स्थानांतरित करेगा।

किसी भी स्थिति में जहां सामग्री के दो टुकड़े संपर्क बनाते हैं, एक प्रवाहकीय सतह के माध्यम से गर्मी का आदान-प्रदान या स्थानांतरण होगा। शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर की प्रक्रिया दो तरल पदार्थों को प्रवाहकीय धातुओं के माध्यम से गर्मी का आदान-प्रदान या स्थानांतरित करने के लिए जगह प्रदान करती है।

शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर प्रक्रिया में, एक तरल पदार्थ ट्यूबों के माध्यम से बहता है जबकि दूसरा तरल पदार्थ शेल के माध्यम से बहता है। नीचे दिए गए चित्र में, जो एक सीधे ट्यूब शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर का है, शेल तरल पदार्थ में प्रवेश करने के लिए शेल इनलेट शीर्ष पर है और ट्यूब तरल पदार्थ के लिए इनलेट नीचे दाईं ओर है।

एक शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर में दो डिब्बे या अनुभाग होते हैं: शेल साइड और ट्यूब साइड। शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर के साथ काम करते समय, यह तय करना महत्वपूर्ण है कि गर्म तरल पदार्थ किस तरफ प्रवेश करेगा और ठंडा तरल पदार्थ किस तरफ प्रवेश करेगा; इस निर्णय को द्रव आवंटन कहा जाता है।

जब तरल पदार्थों के बीच दबाव में अंतर होता है, तो कम दबाव वाला तरल पदार्थ शेल इनलेट के माध्यम से प्रवेश करता है क्योंकि ट्यूबों को उच्च दबाव को संभालने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

शैल पक्ष

शेल पक्ष के लिए द्रव प्रवाह का निर्धारण करते समय, यह जानना महत्वपूर्ण है कि ट्यूबों की तुलना में शेल का निर्माण अधिक महंगा है, और इसे साफ करना अधिक कठिन है। शेल साइड में बाफ़ल होते हैं जो ट्यूब बंडलों में द्रव के प्रवाह को निर्देशित करते हैं।

उच्च प्रवाह दर वाले चिपचिपे तरल पदार्थ और तरल पदार्थ को शेल पक्ष के माध्यम से संसाधित किया जाता है जहां बढ़ी हुई अशांति होती है और स्थानांतरण गुणांक में वृद्धि होती है जिससे गर्मी हस्तांतरण में सुधार होता है। बड़े तापमान परिवर्तन आमतौर पर शेल की तरफ किए जाते हैं।

ट्यूब साइड

ट्यूब की ओर एक आवश्यकता अशांत प्रवाह पैदा करना है; यह ट्यूब शीट में छेद के माध्यम से ट्यूबों के अंदर टर्ब्युलेटर स्थापित करके प्राप्त किया जाता है। शेल में अशांति की तरह, ट्यूबों में अशांति गर्मी हस्तांतरण क्षमता को बढ़ाती है। टर्बुलेटर्स का एक द्वितीयक कार्य ट्यूबों के अंदरूनी हिस्से को साफ और गंदगी रहित रखना है। ट्यूबों में अशांति और दबाव कम होता है और एक सुव्यवस्थित प्रवाह प्रदान करते हैं।

गुजरता है

शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर्स में एक, दो, चार, छह या आठ पास हो सकते हैं, जिन पर 1-1, 1-2, 1-4 इत्यादि लिखा होता है। पहली संख्या कोशों की संख्या है. दूसरा नंबर पासों की संख्या है। पासों की संख्या वह संख्या है जितनी बार द्रव शेल में तरल पदार्थ से होकर गुजरता है। एकल पास हीट एक्सचेंजर में, तरल पदार्थ एक बार शेल से होकर गुजरता है। जैसे-जैसे पासों की संख्या बढ़ती है, ऊष्मा स्थानांतरण गुणांक बढ़ता है।

एक ऑपरेटिंग शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर

जैसा कि ग्राफिक में देखा जा सकता है, ठंडा तरल पदार्थ ट्यूब या शेल इनलेट के माध्यम से प्रवेश करता है और ट्यूबों में प्रवाहकीय हीटिंग द्वारा गर्म किया जाता है; इसके बाद यह संसाधित होकर बाहर निकल जाता है। नीचे दी गई छवि एक दो पास शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर है।

शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर में अशांत प्रवाह गर्मी हस्तांतरण दर को बढ़ाता है और ट्यूबों और शेल की दीवारों में गंदगी को रोकता है। निरंतर अशांत प्रवाह में स्वयं-सफाई प्रभाव होता है जो निरंतर और इष्टतम प्रदर्शन सुनिश्चित करता है। शेल में प्रवाह को निर्देशित करने वाले बैफल्स इसकी अशांति पैदा करते हैं जबकि ट्यूबों में स्थापित टर्ब्यूलेटर इसकी अशांति पैदा करते हैं।

शेल और ट्यूबों में निहित दो तरल पदार्थों के बीच थर्मल संपर्क द्वारा गर्मी विनिमय प्रक्रिया को सुविधाजनक बनाया जाता है। एक तरल पदार्थ ठंडा निकलता है जबकि दूसरा गर्म या गर्म निकलता है।