เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเชลล์และท่อ (Shell and tube heat exchanger) เป็นเครื่องมือที่ใช้ถ่ายเทความร้อน จากของไหลชนิดหนึ่ง ไปยังของไหลอีกขนิดหนึ่ง ซึ่งจะทำหน้าที่คล้ายๆ อีวาพอเรเตอร์ ( Evaporator ) ในระบบทำความเย็น และจะมีโครงสร้างภายนอกคล้ายๆกับ คอนเดนเซอร์ ( Shell and tube Condenser ) และมีโครงสร้างภายใน คล้ายๆกับ อีวาพอเรเตอร์ ( Shell and tube Evaporator ) คือจะมีแผ่นกั้น ( Buffer ) อยู่ภายในท่อ ( Shell )
Shell and tube heat exchanger คืออะไร
Shell and tube heat exchanger เป็นอุปกรณ์ถ่ายเทความร้อนที่เป็นที่นิยมในปัจจุบัน เพราะเป็นเครื่องมือที่ใช้ในระบบต่าง ๆ ทางด้านวิศวกรรมอย่างกว้างขวาง โดยการถ่ายโอนความร้อนจะเกิดผ่านผนังท่อโดยของไหลทั้งสองชนิดจะไม่เกิดการผสมกัน และในระหว่างกระบวนการอัตราการไหลเชิง มวลของของไหลแต่ละชนิดจะมีค่าคงที่ เช่น การถ่ายเทความร้อนจากน้ำร้อนไปยังน้ำเย็น และในอุตสาหกรรมที่มการใช้น้ำมัน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจะใช้สำหรับการถ่ายเทความร้อนจากน้ำมันที่อุณหภูมิสูงกว่าไปสู่น้ำที่อุณหภูมิต่ำกว่า เป็นต้น โดยของไหลที่อยู่ในทิ้ว จะเรียกว่าฝั่ง Tube side และของไหลที่อยู่ใน Shell จะเรียกว่า Shell side
Shell and tube heat exchanger หลักการทำงานเป็นอย่างไร
หลักการทำงานของ Shell and tube heat exchanger ของไหลชนิดหนึ่งจะอยูในท่อ(tube) และของไหลอีกชนิดหนึ่ง จะอยูในเปลือก( Shell ) โดยจะมีแผ่นกั้น (Baffles) ทำหน้าที่บังคับทิศทางการไหลของ ของไหลที่อยู่ในเปลือก ( Shell ) ซึ่งจะทําให้การไหลเป็นการไหลแบบตั้งฉากกัน และสวนทางกันหรือ ขนานกันในบางตําแหน่ง
ส่วนประกอบหลักที่สำคัญในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบ Shell and tube heat exchanger
- ท่อ (Shell) เป็นเปลือกนอกที่ห่อหุ้มทั้งชิ้นงาน heat exchanger ไว้ และเป็นส่วนที่ของไหลชนิดหนึ่งจะไหลผ่านใน Shell นี้
- ทิ้ว (Tube) เป็นส่วนที่ของไหลชนิดหนึ่งจะวิ่งอยู่ในทิ้ว ซึ่งจะกอบด้วยทิ้วจำนวนหลายเส้นใน Shell and tube heat exchanger ซึ่งทิ้วจำนวนหลายๆเส้นนี้ จะเรียกว่า Tube Bundle
- หน้าแปลน (Tube sheet) เป็นส่วนที่ยึด Tube bundle ซึ่งหน้าแปลนนี้ฝั่งหนึ่งจะสัมผัสกับของไหลฝั่ง shell side และอีกฝั่ก
- ฝา (Cover)
- ข้อต่อฝั่งทิ้ว (Connection tube side)
- ข้อต่อฝั่งท่อ (Connection shell side)
- แผ่นกั้นบัฟเฟอร์ (Bafflers) เป็นส่วนประกอบสำคัญ เนื่องจาก Bafflers จะช่วยไม่ให้การไหลใน Shell ลัดวงจร กล่าวคือให้ของไหลใน shell ถ่ายเทความร้อนกับของไหลที่อยู่ในท่อได้อย่างเต็มที่
