शैल एवं ट्यूब का सिद्धांत क्या है?

शेल और ट्यूब का सिद्धांत क्या है?

शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर का सिद्धांत सीधे मिश्रण के बिना दो तरल पदार्थों के बीच गर्मी स्थानांतरित करने की अवधारणा पर आधारित है। गर्मी का स्थानांतरण ट्यूबों की दीवारों के माध्यम से होता है, जो दो तरल पदार्थों को अलग करती है।

शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर्स के मूल सिद्धांत को निम्नानुसार संक्षेप में प्रस्तुत किया जा सकता है:

1. दो तरल पदार्थ:हीट एक्सचेंजर में दो अलग-अलग तरल धाराएँ होती हैं - एक गर्म तरल और एक ठंडा तरल। गर्म तरल पदार्थ वह है जिसे ठंडा करने की आवश्यकता होती है या गर्मी निकालने की आवश्यकता होती है, जबकि ठंडा तरल वह है जिसे गर्म करने की आवश्यकता होती है या गर्म तरल पदार्थ से गर्मी को अवशोषित करने की आवश्यकता होती है।

2. ट्यूब बंडल:हीट एक्सचेंजर में ट्यूबों का एक बंडल होता है, जो दोनों सिरों पर ट्यूब शीट पर लगाए जाते हैं या तय किए जाते हैं। इन ट्यूबों को एक बड़े बेलनाकार कंटेनर (जिसे शेल कहा जाता है) के अंदर रखा जाता है।

3. प्रवाह की दिशा:खोल और ट्यूब बंडल द्वारा निर्मित कुंडलाकार स्थान में, गर्म तरल पदार्थ ट्यूबों के अंदर बहता है और ठंडा तरल पदार्थ ट्यूबों के बाहर बहता है।

4. ऊष्मा स्थानांतरण:जब एक गर्म तरल पदार्थ पाइप से बहता है, तो यह गर्मी को पाइप की दीवार में स्थानांतरित करता है। फिर गर्मी को पाइप की दीवार के माध्यम से संचालित किया जाता है और शेल की तरफ ठंडे तरल पदार्थ में स्थानांतरित किया जाता है। ठंडा तरल पदार्थ गर्मी को अवशोषित करता है और गर्म होता है जबकि गर्म तरल पदार्थ ठंडा होता है।

5. प्रतिप्रवाह या समानांतर प्रवाह:दो तरल पदार्थों के प्रवाह को काउंटर-फ्लो, समानांतर प्रवाह, या कंपित प्रवाह विन्यास में व्यवस्थित किया जा सकता है। सबसे कुशल गर्मी हस्तांतरण एक काउंटर-फ्लो व्यवस्था में होता है जहां गर्म और ठंडे तरल पदार्थ विपरीत दिशाओं में प्रवाहित होते हैं।

6. फोल्डिंग प्लेट और चैनल:गर्मी हस्तांतरण की दक्षता में सुधार करने के लिए, अशांति को बढ़ावा देने के लिए शेल प्रक्रिया द्रव के प्रवाह को निर्देशित करने के लिए, शेल प्रक्रिया को अक्सर फोल्डिंग प्लेट या ट्यूब प्लेट स्थापित किया जाता है। गर्मी हस्तांतरण को और बेहतर बनाने के लिए ट्यूब बंडल के माध्यम से भी कई बार उपयोग किया जा सकता है।

7. निकास बिंदु:ट्यूब बंडल से गुजरने के बाद, गर्म और ठंडे तरल पदार्थ अपने संबंधित निकास के माध्यम से हीट एक्सचेंजर छोड़ देते हैं।

शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर का सिद्धांत दो तरल पदार्थों को अलग रखते हुए उनके बीच गर्मी हस्तांतरण के लिए सतह क्षेत्र को अधिकतम करने पर निर्भर करता है। यह डिज़ाइन कुशल ताप विनिमय की अनुमति देता है और इसका उपयोग विभिन्न प्रकार की औद्योगिक प्रक्रियाओं और एचवीएसी प्रणालियों में किया जाता है जहां दो तरल पदार्थों के बीच कुशल ताप हस्तांतरण महत्वपूर्ण है।