En ingeniería química , un recipiente encamisado es un recipiente que está diseñado para controlar la temperatura de su contenido, mediante el uso de una "camisa" de enfriamiento o calentamiento alrededor del recipiente a través del cual circula un fluido de enfriamiento o calentamiento .
Una chaqueta es una cavidad externa al recipiente que permite el intercambio uniforme de calor entre el fluido que circula en él y las paredes del recipiente. Existen varios tipos de chaquetas, según el diseño: [1]
- Chaquetas convencionales . Se instala una segunda carcasa sobre una parte del recipiente, creando un espacio anular dentro del cual fluye el medio de enfriamiento o calentamiento. Una camisa convencional simple, sin componentes internos, es generalmente muy ineficaz para la transferencia de calor porque el medio de flujo tiene una velocidad extremadamente baja, lo que da como resultado un coeficiente de transferencia de calor bajo. Los medios de condensación, como el vapor o Dowtherm A, son una excepción porque, en este caso, el coeficiente de transferencia de calor no depende de la velocidad o la turbulencia, sino que está relacionado con el área de superficie sobre la que se condensa el medio y la eficiencia de eliminar el condensado. Los internos incluyen deflectores que dirigen el flujo en un patrón en espiral alrededor de la camisa y boquillas de agitación que causan una gran turbulencia en el punto donde se introduce el fluido en la camisa.
- Chaquetas de bobina de medio tubo . Las tuberías se dividen a lo largo, generalmente con un ángulo incluido de 180 grados (dividido uniformemente por la mitad) o 120 grados, luego se enrollan alrededor del recipiente y se sueldan en su lugar.
- Chaquetas de hoyuelos . Se fija una delgada carcasa externa a la carcasa del recipiente con soldaduras por puntos ubicadas en un patrón regular, a menudo a unos 50 mm en el centro, tanto horizontal como verticalmente. Estos llamados hoyuelos imparten turbulencia al medio de calentamiento o enfriamiento a medida que fluye a través de la camisa.
- Bobinas de placa . A menudo, son muy similares a las chaquetas con hoyuelos, pero se fabrican por separado como chaquetas totalmente integradas que luego se amarran a un recipiente. Son un poco menos eficientes que las chaquetas con hoyuelos porque hay una doble capa de metal por la que atraviesa el calor (la superficie interior de la bobina de la placa y la carcasa del recipiente). También requieren una buena unión a la camisa del recipiente, para evitar un espacio aislante entre la bobina de la placa y el recipiente.
Las chaquetas se pueden aplicar a toda la superficie de una embarcación o solo a una parte de ella. Para una embarcación vertical, la cabeza superior generalmente se deja sin chaqueta. Las chaquetas se pueden dividir en zonas para dividir el flujo del medio de calentamiento o enfriamiento. Las ventajas incluyen: capacidad para dirigir el flujo a ciertas partes de la chaqueta, como solo el cabezal inferior cuando se necesita un calentamiento o enfriamiento mínimo y la camisa completa cuando se requiere un calentamiento o enfriamiento máximo; capacidad para proporcionar un mayor volumen de flujo en general (las zonas se canalizan en paralelo) porque la caída de presión a través de una zona es menor que si toda la chaqueta es una sola zona.
Los recipientes con camisa se pueden emplear como reactores químicos (para eliminar el calor elevado de reacción ) o para reducir la viscosidad de fluidos muy viscosos (como el alquitrán ).
La agitación también se puede utilizar en recipientes con camisa para mejorar la homogeneidad de las propiedades del fluido (como la temperatura o la concentración ).
Ver también
Referencias
Bibliografía
- "Síntesis química API: tendencias en el diseño de transferencia de calor de reactores", Stephen Hall y Andy Stoker. Ingeniería farmacéutica , enero / febrero de 2004
- "Estimate Heat Transfer and Friction in Dimple Jackets", John Garvin, Revista CEP , abril de 2001
- "Transferencia de calor en recipientes con camisa agitada", Robert Dream, Ingeniería química , enero de 1999