Jacketed Vessel Heat Exchanger.docx

Bagian pada jacked vessel

PENGERTIAN Jacketed Vessel atau bejana pelindung adalah wadah atau tempat yang dirancang untuk mengontrol

suhu isian, dengan menggunakan "jaket" pendingin atau pemanas di sekitar bejana yang dilalui sirkulasi cairan pendingin atau panas. Jaket adalah rongga eksternal ke kapal yang memungkinkan pertukaran panas seragam antara cairan yang beredar di dalamnya dan dinding kapal. Ada beberapa jenis jaket, tergantung desainnya Fungsi -

-

-

Jaket bisa diaplikasikan ke seluruh permukaan kapal atau hanya sebagian saja. Untuk bejana vertikal, kepala atas biasanya dibiarkan tanpa sambungan. Jaket dapat dibagi menjadi zona-zona, untuk membagi aliran media pemanas atau pendingin. kemampuan untuk mengarahkan aliran ke bagian-bagian tertentu dari jaket, seperti hanya kepala bagian bawah ketika pemanasan atau pendinginan minimal diperlukan dan seluruh jaket ketika pemanasan atau pendinginan maksimum diperlukan; memberikan volume aliran yang lebih tinggi secara keseluruhan (zona disalurkan secara paralel) karena penurunan tekanan melalui zona lebih rendah daripada jika seluruh jaket adalah zona tunggal. Jacketed dalam proses kapal berfungsi untuk memberikan transfer panas yang sangat baik dalam hal efisiensi, kontrol dan kualitas produk. Semua cairan dapat digunakan juga sebagai uap dan sirkulasi uap suhu tinggi lainnya. Suhu dan kecepatan media perpindahan panas dapat dikontrol secara akurat.

-

digunakan sebagai reaktor kimia (untuk menghilangkan panas reaksi yang tinggi) atau untuk mengurangi viskositas cairan kental tinggi (seperti tar). Agitasi juga dapat digunakan dalam bejana berjaket untuk meningkatkan homogenitas sifat fluida (seperti suhu atau konsentrasi).

TYPE OF JACKETED VESSEL 1. Conventional Jackets/

Jaket konvensional (atau polos) adalah jaket transfer panas yang paling umum untuk bejana proses dan reaktor. Jaket ini memberikan ruang aliran tunggal di sekitar kapal. Kesenjangan antara jaket dan kapal biasanya di kisaran 20-50 mm. Reaktor berlapis kaca selalu dilengkapi dengan jaket konvensional. '' Kelemahan utama dari jaket konvensional adalah tingkat transfer panas yang relatif rendah yang dapat dicapai dibandingkan dengan jenis jaket lainnya pada tingkat unggas yang sama. Laju transfer panas yang rendah bergantung pada area aliran yang relatif besar di jaket dan menghasilkan kecepatan rendah; rezim aliran dalam jaket konvensional seringkali berlapis.

kelemahan: 1. tingkat transfer panas yang relatif rendah dibandingkan dengan jenis jaket lainnya dengan laju aliran yang sama. Laju perpindahan panas yang rendah disebabkan oleh area aliran yang relatif besar di jaket dan kecepatan rendah yang dihasilkan; rezim aliran dalam jaket konvensional sering larminar.

2.

Conventional jackets terbagi menjadi 2 : -

Baffled jackets atau Spirally baffled jackets

Cara lain untuk meningkatkan kecepatan efektif dalam jaket konvensional adalah dengan membuat spiral di jaket untuk memaksa cairan di sekitar kapal pada kecepatan yang lebih tinggi. Untuk jaket konvensional yang membingungkan. cara konstruksi yang biasa melibatkan pengelasan baffle spiral ke bagian dalam jaket dan kemudian menempatkan jaket yang membingungkan ini di luar kapal. Tepi jaket dilas pada tempatnya, tetapi biasanya akan ada celah kecil antara baffle dan dinding kapal luar, yang memungkinkan cairan transfer panas bocor melewati. Kebocoran ini dapat menyebabkan 10-30% dari total unggas. Kebocoran tidak akan berkontribusi pada kecepatan fluida yang digunakan untuk menghitung koefisien perpindahan panas, tetapi akan mengambil bagian secara keseluruhan keseimbangan panas jaket. Selain itu, jaket konvensional dengan baffle spiral mahal untuk dirancang untuk bahan bakar sirkulasi tekanan tinggi. Mode konstruksi ini sangat populer di tahun-tahun yang lalu, khususnya untuk kapal fermentasi besar. Dalam beberapa tahun terakhir, kumparan setengah pipa telah menggantikan jaket konvensional yang membingungkan di sebagian besar aplikasi

Baffle terdiri dari strip logam di sekitar dinding kapal bagian dalam dari saluran masuk jaket ke outlet alat.

-

-

      

Jaket baffle spiral terbatas pada tekanan 100 psig karena ketebalan dinding kapal menjadi besar dan perpindahan panas sangat berkurang. non-baffle jackets biasanya diterapkan dengan kapal kecil menggunakan suhu tinggi di mana tekanan internal lebih dari dua kali tekanan jaket. Conventional jacket with agitation nozzles. Untuk meningkatkan laju perpindahan panas pada jaket konvensional, fluida yang bersirkulasi dapat disuntikkan secara melingkar ke dalam jaket melalui nozel pengadukan. Ini memberikan gerakan memutar ke isi jaket dan menghasilkan tingkat perpindahan panas yang sebanding dengan yang ada di jaket lain. Harga yang dibayarkan untuk perpindahan panas yang ditingkatkan ini adalah daya pompa tambahan yang dikeluarkan dalam proses injeksi cairan. Dalam kasus reaktor berlapis kaca, biasanya tidak ada alternative

berisi cangkang kedua yang dipasang dibagian atas kapal menciptakan ruang berbentuk lingkaran yang memungkinkan media pendingin atau pemanas mengalir paling baik digunakan untuk aplikasi tekanan rendah (<50 psig) biasa digunakan dengan cairan volume tinggi memiliki titik harga rendah untuk kapal yang lebih kecil (biasanya digunakan untuk <100 galon) sederhana tanpa komponen internal keunggulan karena menutupi dinding penuh dan permukaan dasar dan sangat mudah dibangun.

 kekurangan: 

tidak efisiein untuk perpindahan panas karena media aliran memiliki kecepatan yang sangat rendah sehingga menghasilkan koefisien perpindahan panas yang rendah.

2. Half-Pipe Coil Gulungan setengah-pipa dibangun dengan mengelas setengah-keliling atau sepertiga-keliling-ence 2-in, 3-in, atau 4 in. Pipa ke bagian luar kapal. Setengah-pipa yang berdekatan berjarak 35-50 mm . Gulungan setengah-pipa menghasilkan koefisien perpindahan panas yang tinggi dan cocok untuk operasi bertekanan tinggi (di atas 20 bar). Ruang antara gulungan yang berdekatan efektif untuk perpindahan panas karena efek sirip perpindahan panas. Keefektifan keseluruhan dari area penahan panas total biasanya rata-rata 95%.

        

diproduksi dengan sudut sentral 180 ° atau 120 °: Pipa dibelah memanjang, biasanya dengan sudut termasuk 180 derajat (terbagi rata di tengah) atau 120 derajat, kemudian melilit bagian kapal dan dilas di sekitar kapalnya. menghasilkan kecepatan tinggi dan turbulensi. lebih murah untuk tekanan tinggi di sisi servis dan memiliki keuntungan bahwa lebih dari satu servis dapat disuplai ke bagian dinding yang berbeda. Kecepatannya dapat dikontrol secara ketat untuk mencapai koefisien film yang baik. Laju perpindahan panas yang baik dikombinasikan dengan kekakuan struktural desain baik untuk berbagai aplikasi. Kecepatan desain yang baik untuk utilitas cair adalah 2,5 hingga 5 ft/ detik.

           

untuk aplikasi pemrosesan industri suhu tinggi. sangat baik untuk transfer panas dan sistem pemanas fluida termal, terutama ketika fluida utilitas berupa cairan Jarak maksimum antar kumparan harus dibatasi hingga 3/4 ". untuk aplikasi suhu tinggi di mana fluida utilitas adalah cairan. Tidak ada batasan jumlah saluran masuk dan saluran keluar, sehingga jacket dapat dibagi dalam zona multi-pass untuk fleksibilitas maksimum. Half-Pipe Coil dapat diaplikasikan pada bejana stainless steel hingga 300 ° F. Lebih dari 300 ° F, jaket harus terbuat dari stainless steel.

terbaik untuk saat tekanan jaket digunakan untuk menentukan ketebalan dinding tengah biaya jalan Tekanan bagus hingga 500 psig Biasa digunakan untuk uap, air, minyak panas, dan media lainnya Harganya murah

Depiction of Center Angles

Half-Pipe Coil to Tank Details

3. Dimple jackets

Jaket Dimple dibangun seperti jaket konvensional, tetapi berlesung pipit dan dilas untuk permukaan kapal bagian luar pada pola persegi Panjang Kehadiran penyangga colokan membuat jaket kokoh, sementara memungkinkan material jaket yang relatif ringan untuk digunakan. Adanya lesung pipit yang dilas juga memberikan sumber turbulensi sehingga menghasilkan perpindahan panas yang ditingkatkan. Jaket Dimple dapat dilengkapi dengan baffle untuk meningkatkan kecepatan cairan. Jaket Dimple memberikan tingkat perpindahan panas yang serupa dengan yang ditemukan dengan half-pipe coils and baffled conventional jackets

Vessel with Dimple

Dimple Jacket Details

Jacket Installed w = jarak pusat ke pusat antara Dimple

jackets

x = jarak pusat-ke-pusat antara Dimple jackets paralel untuk mengalir Catatan: (w / x) sama dengan satu untuk spasi persegi seperti yang sering terjadi

 Berisi cangkang tipis ditempelkan ke cangkang kapal dengan lasan spot yang terletak dalam pola biasa, sering sekitar 50 mm di tengah baik secara horizontal maupun vertikal. di sekitar kapal dengan cara lasan spot

 The dimples berdampak memberikan turbulensi ke media pemanas atau    

pendingin saat mengalir melalui jaket.

Sangat mudah beradaptasi Tekanan lebih tinggi daripada konvensional (hingga 200 psi) Memiliki titik harga yang lebih rendah untuk kapal yang lebih besar Terbaik di 300F atau kurang

Keuntungan : memungkinkan konstruksi dari logam pengukur cahaya dengan tetap mempertahankan kekuatan.

4. Internal Coil dapat digunakan dengan atau sebagai ganti jaket eksternal. Mereka menunjukkan koefisien perpindahan panas yang relatif tinggi. Keterbatasan kumparan internal adalah bahwa kumparan, dan khususnya kumparan mendukung, memiliki area yang mungkin sulit dibersihkan.

Sering digunakan dalam aplikasi industri dan kimia Memberikan aliran tinggi Tekanan tinggi (hingga 900 psig) Peringkat pipa tinggi desain yang lebih umum, memungkinkan permukaan maksimum dipasang, tetapi membutuhkan bejana dua potong dengan flensa utama yang relatif mahal. Gulungan ringlet yang lebih kecil dapat dirancang untuk dimasukkan melalui cabang-cabang besar di ujung atas kapal, tetapi dapat meninggalkan daerah yang tenang dan tidak tercampur dalam kelilingnya.

Jenis Jaket dengan Media Transfer Panas 1. Air Tergantung pada suhu proses, retak korosi stres kadang-kadang dapat menjadi perhatian karena klorida biasanya ditemukan dalam air. Dalam beberapa kasus, -dimple jackets mungkin memerlukan penggunaan paduan nikel tinggi yang sangat mahal - half-pipe coil dapat menggunakan baja karbon tebal 1/4 '' untuk jaket tetapi ekonomi mereka dibandingkan jaket konvensional harus dipertimbangkan. Dengan layanan yang melibatkan volume air yang besar (digunakan untuk mempertahankan perbedaan suhu tinggi) jaket konvensional biasanya menawarkan solusi terbaik. 2. Steam Both dimple dan half coil jackets, cocok digunakan dengan uap tekanan tinggi.

dimple jackets umumnya terbatas pada tekanan desain 300 psig. laju fluks panas yang lebih tinggi mungkin memerlukan beberapa bagian jaket untuk menghindari kondensat yang menutupi terlalu banyak area perpindahan panas. half-coil jackets dapat digunakan hingga tekanan desain 750 psig. Untuk tekanan rendah, conventional jacketsadalah pilihan yang jauh lebih ekonomis. 3. Minyak Panas dan Cairan Transfer Panas Meskipun tekanan biasanya rendah saat menggunakan minyak atau cairan perpindahan panas, suhunya biasanya tinggi. Hasilnya adalah nilai tegangan rendah yang diijinkan untuk material kapal bagian dalam. Oleh karena itu, baik half-coil jackets dan dimple jackets memberikan solusi yang baik. conventional jackets membutuhkan ketebalan cangkang yg lebih besar bersama dengan sambungan ekspansi untuk menghilangkan tekanan yang disebabkan oleh perbedaan dalam ekspansi termal ketika jaket tidak dibuat dari bahan yang sama seperti cangkang. 4. Dowtherm™ Vapors Kemampuan untuk memvariasikan jarak antara dinding kapal luar dan inver membuat jaket konvensional cocok untuk menangani uap Dowtherm ™. Juga karena uap Dowtherm memiliki entalpi rendah (1/10 dari uap) ruang jaket besar diperlukan untuk fluks panas yang diberikan.

INDUSTRI DAN APLIKASI Digunakan di industri : Transfer adhesivesheat di kapal berjaket

Perekat Komposit Kosmetik Fermentasi Pengolahan makanan Medis Pengolahan makanan hewan peliharaan Petrokimia Farmasi Aplikasinya : 1.

Sistem pemanas loop tertutup dari kapal berjaket memungkinkan untuk kenyamanan dalam proses batching. Banyak industri mengharuskan kapal dipanaskan dan didinginkan sebagai

bagian dari satu proses tunggal; jaket yang dirancang dengan baik dengan sistem fluida termal adalah cara yang mulus untuk mencapai suhu yang diperlukan. 2. Kapal berbahan kaca dan pemasangan yang membutuhkan pembersihan sering juga mendapat

manfaat dari sistem berjaket, karena sulit untuk melengkapi kapal tersebut dengan gulungan internal untuk pemanasan atau pendinginan

 JACKETED KEUNTUNGAN JACKET : jaket memiliki keuntungan bahwa tidak ada bahan konstruksi tambahan dan tidak ada permukaan logam tambahan yang bersentuhan dengan proses selain dinding kapal normal. RESIKO JACKET : cairan pendingin bersentuhan dengan massa reaksi. Untuk pembuatan obat-obatan, bahan kimia dan produk kinerja, jaket meminimalkan kontaminasi karena tidak ada permukaan ekstra untuk dibersihkan. kinerja perpindahan panas yang lebih rendah daripada koil karena akan ada koefisien sisi proses yang lebih rendah, biasanya ketebalan dinding yang lebih besar, dan area permukaan yang lebih kecil. Untuk reaksi eksotermik, kapal berjaket memiliki kelemahan yaitu rasio luas / volume berkurang dengan meningkatnya skala. Penggunaan rasio tinggi / diameter yang lebih besar pada skala yang lebih besar dapat membantu mengurangi masalah ini, tetapi hanya sampai batas tertentu.

 COIL Keuntungan : area permukaan yang besar Perpindahan panas tinggi