หลักการทำงานของ Shell and Tube Heat Exchanger

Shell and Tube Heat Exchanger เป็นหนึ่งในประเภทเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในภาคอุตสาหกรรม เนื่องจากมีโครงสร้างที่แข็งแรง และออกแบบได้หลากหลาย จึงเหมาะกับการใช้งานในโรงกลั่นน้ำมัน โรงไฟฟ้า โรงงานเคมี และระบบ HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning)

🧱 โครงสร้างพื้นฐานของ Shell and Tube Heat Exchanger

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบ Shell and Tube ประกอบด้วย 2 ส่วนหลัก:

Shell (เปลือกนอก): ท่อทรงกระบอกที่บรรจุของไหลหนึ่งชนิด
Tube Bundle (ชุดท่อ): กลุ่มท่อโลหะขนาดเล็กที่ของไหลอีกชนิดไหลผ่าน

โดยของไหลชนิดหนึ่งจะไหลผ่านในท่อ ในขณะที่อีกชนิดจะไหลล้อมรอบท่อภายในเปลือก ซึ่งช่วยถ่ายเทความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยไม่มีการสัมผัสกันโดยตรงระหว่างของไหลทั้งสอง

🔄 หลักการทำงานของ Shell and Tube Heat Exchanger

เพื่อให้เข้าใจได้ชัดเจนขึ้น ลองพิจารณาขั้นตอนการทำงานแบบเป็นลำดับ:

🔸 ขั้นตอนที่ 1: การไหลเข้าของของไหล

ของไหลร้อนหรือเย็นจะเข้าสู่ด้านในของท่อผ่านหัวจ่าย ในขณะเดียวกัน ของไหลอีกชนิดจะเข้าสู่ด้านเปลือกไหลล้อมรอบภายนอกของท่อ

🔸 ขั้นตอนที่ 2: การถ่ายเทความร้อน

ของไหลทั้งสองจะไหลสวนกันหรือครอสโฟลว์ ทำให้ความร้อนถ่ายเทผ่านผนังท่อ โดยของไหลหนึ่งจะถ่ายเทความร้อน ในขณะที่อีกชนิดจะรับความร้อน

🔸 ขั้นตอนที่ 3: การไหลออกของของไหล

หลังการแลกเปลี่ยนความร้อน ของไหลทั้งสองจะออกจากเครื่องผ่านทางออกของตัวเอง ส่วนภายในอาจมีแผ่น Baffle เพื่อกระจายของไหล เพิ่มความปั่นป่วน และเพิ่มประสิทธิภาพในการถ่ายเทความร้อน

หลักการทำงานของ Shell and Tube Heat Exchanger

✅ ข้อดีของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบ Shell and Tube

เหมาะกับงานที่มีแรงดันและอุณหภูมิสูง
ทำความสะอาดและซ่อมบำรุงง่าย
รองรับการเปลี่ยนเฟส เช่น การกลั่นตัวหรือการระเหย
มีให้เลือกหลากหลายรูปแบบ เช่น Fixed Tube Sheet, U-Tube, Floating Head

🛠️ ประเภทของ Shell and Tube Heat Exchanger

ขึ้นอยู่กับลักษณะการใช้งาน มีให้เลือกหลายแบบ:

Fixed Tube Sheet: โครงสร้างง่าย ประหยัด เหมาะกับของไหลสะอาด
U-Tube Design: ท่อโค้งรูปตัว U รองรับการขยายตัวของความร้อนได้ดี
Floating Head: หัวท่อด้านหนึ่งลอยได้ ง่ายต่อการทำความสะอาด เหมาะกับของไหลสกปรกหรือกัดกร่อน