tankjkt spreadsheet template heat for · pdf filetemperature, jacket heat transfer...

46
UINSTJ02 February 2015 1 TANKJKT spreadsheet template Heat Transfer Calculations for Jacketed Tanks Copyright 2001, 2015 by Stephen Hall, PE Introduction TANKJKT is an easytouse powerful spreadsheet template that calculates the rate of heating or cooling of tanks due to heat transfer from jackets and internal coils. Vessel heat transfer is complicated. It involves five resistances to heat flow each of which is dependent on specific conditions. Correlations have been developed for many different cases (e.g., halfpipe coil jackets, turbine impellers, etc.). But other cases (dimple jackets, conventional jackets with nozzles) are either poorly researched or are proprietary and not available for use in this, or any, open product. Our challenge when designing TANKJKT was to keep the data entry as simple and intuitive as possible while maintaining a comprehensive feature set. We think you'll agree that this goal was met. Data Input is gathered onto a single worksheet, described in detail in these instructions. The results of the calculations are given on a "datasheet" that matches the look of all of chemengsoftware.com's spreadsheet templates. Fluid Data are included for most common heat transfer fluids. Because the data is regressed against temperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids.

Upload: phamngoc

Post on 06-Feb-2018

516 views

Category:

Documents


31 download

TRANSCRIPT

Page 1: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

UINS‐TJ‐02 February 2015  1 

TANKJKT spreadsheet template 

Heat Transfer Calculations for Jacketed Tanks 

Copyright 2001, 2015 by Stephen Hall, PE 

Introduction 

TANKJKT is an easy‐to‐use powerful spreadsheet template that calculates the rate of heating or cooling 

of tanks due to heat transfer from jackets and internal coils. 

Vessel heat transfer is complicated. It involves five resistances to heat flow each of which is dependent 

on specific conditions. Correlations have been developed for many different cases (e.g., half‐pipe coil 

jackets, turbine impellers, etc.). But other cases (dimple jackets, conventional jackets with nozzles) are 

either poorly researched or are proprietary and not available for use in this, or any, open product. 

Our challenge when designing TANKJKT was to keep the data entry as simple and intuitive as possible 

while maintaining a comprehensive feature set. We think you'll agree that this goal was met. 

Data Input is gathered onto a single worksheet, described in detail in these instructions. The results of 

the calculations are given on a "datasheet" that matches the look of all of chemengsoftware.com's 

spreadsheet templates. 

Fluid Data are included for most common heat transfer fluids. Because the data is regressed against 

temperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative 

fluids. 

 

Page 2: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

Table of Contents 

Quick Start ........................................................................................................................................................................................ 3 

Quick Results .................................................................................................................................................................................... 4 

System Requirements ....................................................................................................................................................................... 5 

Orientation and Initial Setup ............................................................................................................................................................ 6 

Data Input Worksheet ...................................................................................................................................................................... 8 

Vessel Data ................................................................................................................................................................................. 10 

Jacket ......................................................................................................................................................................................... 12 

Half‐Pipe Coil Jacket (Limpet Coil) .............................................................................................................................................. 12 

Conventional Jacket ................................................................................................................................................................... 13 

Dimple Jacket ............................................................................................................................................................................. 14 

Bottom Head Jacket ................................................................................................................................................................... 14 

Internal Coils .............................................................................................................................................................................. 15 

Heat Transfer Fluid ..................................................................................................................................................................... 15 

Flow Rate Data ........................................................................................................................................................................... 15 

Vessel Fluid Data ........................................................................................................................................................................ 18 

Agitator Data .............................................................................................................................................................................. 19 

Environmental Conditions .......................................................................................................................................................... 20 

Datasheet ........................................................................................................................................................................................ 21 

Timeline .......................................................................................................................................................................................... 23 

Flow Rate Calculations .................................................................................................................................................................... 25 

Experimentally Determined Pressure Drop ............................................................................................................................... 26 

Outside Heat Transfer Calculations ................................................................................................................................................ 27 

Half‐Pipe Coil Jacket (Limpet Coil) .............................................................................................................................................. 27 

Conventional Jacket ................................................................................................................................................................... 27 

Dimple Jacket ............................................................................................................................................................................. 29 

Internal Coil ................................................................................................................................................................................ 29 

Inside Heat Transfer Calculations ................................................................................................................................................... 30 

Agitator Power Calculations ........................................................................................................................................................... 34 

Agitator Power Transferred to the Process Fluid ....................................................................................................................... 35 

Depth of Vortex ......................................................................................................................................................................... 35 

Fluid Data Worksheet ..................................................................................................................................................................... 36 

Data Tables Worksheet ................................................................................................................................................................... 40 

PictElements Worksheet (HIDDEN) ................................................................................................................................................. 40 

Saved Calcs Worksheet ................................................................................................................................................................... 41 

Result Details .................................................................................................................................................................................. 41 

Nomenclature ................................................................................................................................................................................. 43 

References ...................................................................................................................................................................................... 45 

Page 3: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

Quick Start 

Perform your first heat transfer calculation by following these steps: 

1. Ensure that Macros are enabled 

2. Navigate to the Data Input worksheet 

3. Use the dropdown boxes, radio buttons, check boxes and input fields to enter data about your 

tank and fluids. Input fields are displayed in RED text. 

4. See the results! 

Page 4: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

Quick Results 

Results are displayed on the Data Input worksheet. These can be printed, but the intent is to give 

immediate feedback so changes to the inputs can be made before finalizing the calculation and printing 

a datasheet. 

The heat transfer film coefficients are listed for the process and heat transfer fluid sides of each heat 

transfer surface. TANKJKT uses these, together with wall resistance and fouling, to calculate the overall 

heat transfer coefficient, U. 

Next, the flow rate, velocity and pressure drop for each of the surfaces are reiterated. The values are the 

same as those in the “Flow Rate in Side‐Wall Jacket” section described previously. 

The temperature and heat flow results are listed for each heat transfer surface and the top head. Inlet 

and outlet temperatures for the heat transfer fluid are given, along with the amount of heat transferred 

through each surface. A positive value for heat transfer indicates a heating effect; negative means 

cooling. When combined with power input from the agitator, the total heat transfer is computed. Based 

on the volume of process fluid that was input in the “Vessel Data” section, the instantaneous rate of 

heating or cooling is calculated and displayed. 

The picture of the tank provides visual confirmation that the jacket, coil, baffles, impeller and liquid level 

are configured as you intended. This picture is not to any scale except that the blue shading indicating 

fill level accurately indicates the percent of sidewall covered by liquid.  

You might see messages on screen, just to the right of the “Vessel Fluid Data” input area. When present 

they warn of unusual or unexpected parameters that you might want to correct.  

Page 5: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

System Requirements 

Personal computer running Microsoft Excel with Visual Basic for Applications (VBA). This 

requirement means that Open Office and other programs capable of opening and editing basic 

Excel worksheets will not work – VBA is required. Excel 97 on the Mac lacks VBA and is therefore 

incompatible, however Office 2010 on the Mac is compatible 

Excel must be configured to allow macros to run. This can be done through Security settings, or 

by enabling macros each time TANKJKT is opened 

Page 6: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

Orientation and Initial Setup 

TANKJKT consists of six main worksheets. When you open the program you must enable macros, if your 

Excel security settings are set to Medium or High. The Data Input worksheet should then be displayed. 

The main worksheets are: 

Data Input  Enter tank, agitator and fluid (heat transfer fluid and process liquid) on 

this worksheet, and view the calculation results 

Datasheet  Print a datasheet that documents the configuration of the tank system 

and presents the heat transfer calculation results 

Timeline  Create and print a datasheet that shows the temperature change of the 

process fluid over time 

Fluid Data  Add new heat transfer fluids to the database 

Data Tables  See lookup values for various parameters. This worksheet contains 

intermediate calculations 

Saved Calcs  Saved calculations are stored on this worksheet 

Although TANKJKT is ready to use immediately, there are a few things you might want to adjust to 

improve your experience. 

Change the Logo  You can replace the chemengsoftware logo on the datasheets with your own 

logo. First, unprotect the datasheet. Then right‐click on the logo followed by 

left‐click on the logo. This selects it without opening the hyperlink. Hit the 

Delete key to get rid of it, then paste your own logo in its place. Please 

remember to protect the worksheet again so you don’t make inadvertent 

changes to it. 

Enter company info  This is a good time to customize your copy by entering your basic company 

information into the “Project Data” section on the Data Input worksheet. 

Set up the printer  Select all of the worksheets and then use the print settings dialog to establish 

your paper size. As shipped, TANKJKT is configured for U.S. 8½” x 11” paper. 

Outside of the U.S. you will probably want to choose A4 size. 

Configure decimals  TANKJKT uses the function “=TEXT(value, format)” for many of the displayed 

numbers, especially on the datasheets. For example, the formula 

=TEXT(PI(), “0.00000”) 

displays the value of π to five decimal places, 3.14159. 

If you are in a country that uses a different convention than the U.S. for 

displaying thousand separators or decimals, then you’ll want to change this. 

Page 7: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

Your computer country setup does not affect the TEXT formulas as used in 

TANKJKT. 

We provided an easy‐to‐use tool to adjust the formatting in TANKJKT. Instead of 

hard‐coding the number formats in all those =TEXT formulas, we use a named 

cell value to get the format. These are found on the Data Tables worksheet, 

right at the top of the page. In the yellow field you can change any of the values 

in RED to a format of your choosing. The Name (e.g., N1Format) is what the 

format cell is named in the spreadsheet. So the TEXT formula for the π example 

would be: 

=TEXT(PI(), N5Format) 

To use a comma for the decimal separator, simply edit the cell next to N5Format 

to be: 0,00000. Name FormatN1Format 0.0N2Format 0.00N3Format 0.000N4Format 0.0000N5Format 0.00000T1Format #,###T2Format #,##0.0T3Format #,##0.00DateFormat dd-mmm-yyyy  

 

 

Page 8: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

Data Input Worksheet 

All of your project and calculation case data are entered on the “Data Input” worksheet. The worksheet 

is designed to simplify your task in assembling the large amount of information needed for a 

comprehensive calculation. Where your possible input is limited to a specific list of choices (such as 

materials of construction), TANKJKT presents the choices in the form of check boxes, radio buttons, or 

dropdown lists. Other data entry fields are checked as you enter data, with unexpected inputs (i.e., 

those outside “normal” ranges programmed into the spreadsheet) flagged with Warning messages. 

The complete Data Input worksheet is pictured on the next page. Your screen is probably too small to 

display the entire Data Input sheet at once. Use the vertical and horizontal scroll bars to reach all of its 

parts. 

You should notice right off the little red triangles that appear in some cells. These indicate that there are 

“comments” associated with the cell. By hovering your mouse pointer over the cell, the comment box 

appears, usually with guidance on how to fill in the cell. For example, the comment associated with 

surface roughness lists values in both Customary US and SI units for several common vessel materials. 

Here is a rundown of the Input sections, working from the top left of the screen, down the left side, 

followed by the middle column and then the right column. 

Project data is used in the header section of 

the datasheet output form. But the data are 

not involved in any calculations. It is 

recommended that the text strings be short 

to ensure they fit within the rather small 

boxes on the datasheet. Look at the 

datasheet to see how it fits. 

The radio buttons toggle between “Customary US” and “SI” units of measure. When you switch from 

one to the other all data input data are converted also, so you can freely toggle back‐and‐forth. 

 

Project DataPrepared by SMH Client Hypo

Date 1/22/2015 W.O. 01-155

Unit 15

Area B

Equip No T-126Customary US SI

Page 9: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

      

 

Page 10: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

10 

Vessel Data 

Physical information about the vessel 

construction is entered here. When running 

multiple cases on the same vessel, this section 

will usually remain constant. 

The “Calc Title or Description” is used on the 

Datasheet. You can enter a lengthy 

description that covers an entire line of the 

printout. See the Datasheet, just above Line 1, 

for an example. 

TANKJKT always assumes the vessel is 

oriented vertically and is cylindrical. Changing 

this value has no effect. 

The “Total working volume” is used to calculate the rate of heating or cooling. TANKJKT uses this 

number to estimate the fill height, and if the jacket covers tank wall that isn’t wetted on the inside then 

that portion of the jacket is ignored. A warning is displayed if the input for working volume fills the tank 

higher than the top tangent (where the top head curvature begins), and the volume of the tank to the 

top tangent (including the bottom head) is displayed for reference. 

Inside diameter and tangent‐to‐tangent dimensions are used for many calculations and are critical input 

values. They are typically near a 1:1 ratio; very tall tanks (beyond about 3:1 height:diameter) and very 

squat tanks (1:2) are processed by all of the formulas, but use caution because the underlying heat 

transfer correlations, especially for the inside heat transfer coefficient, may not be very accurate under 

those conditions. 

Choose the type of head on the tank bottom using the dropdown list. The top head is immaterial to the 

calculations except for heat gain/loss to the environment (which is usually small compared with the 

total). The bottom head type is used for calculating the fill height and the surface area for the bottom. 

Material of construction for the tank wall is selected from the dropdown list. Wall thickness is important 

because it impacts the overall heat transfer coefficient. It is assumed that in internal coil is made of the 

same material as the tank wall. 

An inside lining may be selected from the dropdown list, or choose “None” from the list. Linings are 

typically glass, a polymer such as Teflon, or an exotic metal such as tantalum. Again, enter the thickness 

of the lining. 

Some suggestions are given in the pop‐up comment box for typical roughness values. Consider how the 

tank will be maintained, and the condition of the surface after a period of time. Similarly, fouling factors 

are entered. You should consider how the condition of the jacket might change over time (e.g., are there 

corrosion inhibitors in your water?), and cleaning practices for the inside of the vessel. For instance in 

Page 11: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

11 

pharmaceutical, cosmetic or food processing where cleanliness is exceptionally important it is 

reasonable to set the “internal fouling factor” to zero. If you are uncertain what values to use for 

roughness or fouling, try running the calculation with alternatives to see the effect on your results; this 

will help you decide on an appropriate figure. 

The check box is used to signify the presence of internal baffles. Propeller and turbine agitators usually 

work much better with baffles, however if none are present TANKJKT uses appropriate correlations. 

Since baffles cannot be used with helical ribbon or anchor type impellers, the baffle checkbox is ignored 

in those cases. And glassed retreat curve impellers are normally accompanied by a “finger” style glassed 

baffle; the checkbox is ignored for the glassed retreat curve impeller case and it is assumed that there is 

a baffle. 

Page 12: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

12 

Jacket 

This part of Data Input has a general section, 

then additional sections for each of the three 

types of sidewall jackets. There’s another 

section for the bottom head. 

If you know for certain what type of jacket 

your tank will have then focus just on the 

corresponding input section. However, if you 

intend to compare one type with another, be 

sure to complete all relevant sections. 

Use the radio buttons to select what type of 

jacket is on the tank. The dropdown list of 

inlet/outlet nozzle sizes is only used for 

conventional annular jacket types. 

Sidewall jackets are often broken into 

separate “zones” for the purpose of 

decreasing the temperature change in the 

jacket fluid or to decrease pressure drop. The 

TANKJKT calculation procedures don’t 

differentiate between stacked and interleaved 

zones, so it doesn’t matter what type your 

tank uses. Enter the percentage of the 

sidewall covered by the jacket; it’s usually “1”, 

but can be any value from 0.1 to 1.0. For 

example, if the jacket only covers half the 

height of the sidewall, enter the value “0.5”. 

Half‐Pipe Coil Jacket (Limpet Coil) 

Half‐pipe coil jackets are normally constructed 

of 3‐inch pipe; TANKJKT permits 2, 3 or 4‐inch. 

Additional sizes may be added (see the 

section on Data Tables, page 40). 

The cross section angle is either 180 degrees 

(a true “half‐pipe”), or 120 degrees. Enter the appropriate value. This has a big impact on pressure drop, 

but not so much on the heat transfer coefficient. So when designing a new vessel, you want to compare 

the effect on temperature change of the jacket fluid (typically much higher with the 120 degree angle). 

Page 13: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

13 

The last data to enter is the spacing 

between adjacent coils. This is the actual 

distance between coils on the surface of 

the tank, not the distance between 

centerlines. It is typically in the range of ¾ 

to 1½ inches (20 to 40 millimeters). 

Conventional Jacket 

“Conventional” jackets are found on glass‐lined vessels and also often when the primary purpose for the 

jacket is heating with steam. The jacket consists of an outer shell separated from the vessel wall with an 

open space (the “annular” space). 

TANKJKT recognizes three mutually exclusive cases: 

A standard conventional jacket 

A conventional jacket with internal baffles that direct the jacket fluid around the vessel, similar to a half‐pipe jacket 

A standard conventional jacket with “agitating nozzles” that impart turbulence to the entering fluid. 

The “annular space dimension” is the distance between the outside of 

the vessel wall to the inside of the jacket wall. 

If the “Baffled” checkbox is selected, a prompt appears for “baffle 

spacing.” This is the distance between adjacent baffles. 

If the “agitation nozzles” checkbox is selected, prompts appear for 

entering the number of agitation nozzles and the throat diameter of 

each nozzle. Input the number of nozzles on the sidewall, ignoring the 

bottom head. TANKJKT makes a simplifying assumption that if there is a bottom head conventional 

jacket it will have the same nozzle configuration as the sidewall. By “same” is meant that there are the 

same number per unit area, rounded up to the next integer. Even if the conventional jacket is 

continuous around the bottom head and sidewall, as is usually the case, ignore the bottom head for the 

purpose of this entry. 

The throat diameter of the nozzles are assumed to be uniform for all nozzles. Refer to the pop‐up 

comment for typical values. 

The remaining checkbox in this section is “Aiding Flow.” Since standard conventional jackets have such a 

large cross‐sectional area, they typically operate in the laminar flow regime, at a velocity around 0.03 

m/s (0.1 ft/s). When working in cooling service, if the coolant enters the bottom of the jacket and flows 

upward it will heat along its travel. This causes the fluid to expand slightly, giving it a buoyant force, and 

increasing its velocity. As a result the heat transfer coefficient from the jacket fluid to the tank wall is 

Tank Wall

120 deg180 deg

Tank WallJacketWall

Baffle

BaffleSpacing

AnnularSpace

Page 14: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

14 

increased slightly. The opposite occurs when coolant flows from top to bottom, and heating applications 

work in reverse. 

Dimple Jacket 

Dimple jackets are often a good choice, combining low cost with excellent heat transfer. Unfortunately, 

the correlations published for dimple jackets are less reliable than for half‐pipe coils, perhaps only +/‐

30% accurate. This is true for heat transfer coefficients and also for pressure drop. So, for critical 

applications always consult with the tank manufacturer. 

Enter the requested data. Annular space is the maximum distance between the tank wall and the jacket. 

Distances between dimples is measured as if a square grid were placed over the jacket wall (i.e., not the 

actual distance between dimples in the case of triangular pitch). And the mean dimple diameter is a 

measure of the space occupied by the dimple and surrounding depression. Thus, by manipulating the 

values for dimple diameter, spacing, and annular space, you affect the calculation for open area 

available for flow through the jacket. 

Bottom Head Jacket 

While normal practice is to match the bottom head jacket with the sidewall, TANKJKT supports a 

different type. Thus, you could specify a conventional jacket on the bottom head coexisting with a half‐

pipe coil on the sidewall. 

Use the radio buttons to select the type of bottom head jacket to model. Whichever type is chosen, the 

physical parameters are assumed to be the same as those specified for the sidewall jacket of like type. 

The only other decision to make is whether the bottom head will be piped in series or parallel. 

TANKJKT uses this flow information when it 

computes the flowrate through the jacket sections. In 

each case, the flow through the sidewall jacket (if 

any) is calculated first. Then, the bottom head jacket 

is calculated. 

In series flow, the flowrate through one of the 

sidewall zones is forced through the bottom jacket. 

This may result in a ridiculously high pressure drop in some cases, which means that you must make 

different design decisions with respect to series/parallel, jacket types, or how the flow is determined 

(see section on jacket fluid flow, on page 25). 

Series Flow 

Page 15: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

15 

Internal Coils 

Internal coils are helical 

when high heat transfer is 

required, or hairpin when 

the heat duty is low. 

Typically, the coil diameter 

is 1/30 of the vessel inside 

diameter, and the coils are 

spaced so that the distance between them equals their diameter. 

The flowrate through the coil is determined by criteria established in the Jacket Fluid Data section. 

Heat Transfer Fluid 

TANKJKT includes a database with physical 

properties of many heat transfer fluids 

correlated with temperature. This is a 

valuable feature because it makes 

comparison of different fluids at different 

temperatures so easy and fast. You might 

even find yourself turning to TANKJKT just to 

look up physical properties of an included 

fluid. 

All major heat transfer fluids sold in 2012 are in the database. For the glycol‐based low temperature 

fluids such as Therminol FS, properties are given for a range of concentrations. 

In addition, non‐proprietary chemicals such as water, steam, ammonia, alcohols, etc. are found in the 

database. See the complete list on the next page. You can add more compounds to the database. See 

the Fluid Data section (page Error! Bookmark not defined.) for instructions on how to add your own. 

On the Data Input screen simply choose a fluid from the dropdown list, then enter the bulk temperature 

of the fluid supply. Properties are automatically filled in. 

The only condensing vapor supported by TANKJKT is steam. Heat transfer fluids such as Dowtherm A 

that can be used in vapor/liquid service are not supported at this time. 

Flow Rate Data 

In the second part you provide your 

instruction on how to compute the fluid 

flowrate. For each heat transfer surface, you 

specify the flow rate, velocity, or pressure 

drop. TANKJKT calculates the other two 

Page 16: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

16 

parameters. The value you enter is shown in RED and the two calculated values are in BLACK. You can 

enter a value into a black cell – it will turn RED and the other two values are calculated and displayed in 

BLACK. Try it! 

When there are multiple sidewall zones, the total flow entered is divided among the zones and pressure 

drop is calculated for each zone. TANKJKT assumes that sidewall zones are piped in parallel. If you want 

to pipe them in series, with flow leaving one zone then entering the next, you must specify ONE Sidewall 

Zone. 

Engineers commonly pipe the heat transfer surfaces in parallel and may, or may not, install control 

valves or orifices to manage the distribution of the flow. If you do not intend to install restricting 

devices, then specify the same pressure drop through each of the surfaces. TANKJKT then calculates the 

flow rates and velocity through each; this might help you decide if orifices or valves are needed. 

Page 17: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

17 

Table 1: List of Heat Transfer Fluids Included in TANKJKT (you can add more) 

Air 

Ammonia 

Argon 

Butane, iso‐ 

Butane, n‐ 

Calflo AF 

Calflo FG 

Calflo HTF 

Calflo LT 

Carbon Dioxide 

Chemtherm 550 

Dowfrost HD, 10 vol% 

Dowfrost HD, 20 vol% 

Dowfrost HD, 30 vol% 

Dowfrost HD, 40 vol% 

Dowfrost HD, 50 vol% 

Dowfrost HD, 60 vol% 

Dowfrost HD, 70 vol% 

Dowfrost, 10 vol% 

Dowfrost, 20 vol% 

Dowfrost, 30 vol% 

Dowfrost, 40 vol% 

Dowfrost, 50 vol% 

Dowfrost, 60 vol% 

Dowfrost, 70 vol% 

Dowfrost, 80 vol% 

Dowfrost, 90 vol% 

Dowtherm 4000, 10 vol% 

Dowtherm 4000, 20 vol% 

Dowtherm 4000, 30 vol% 

Dowtherm 4000, 40 vol% 

Dowtherm 4000, 50 vol% 

Dowtherm 4000, 60 vol% 

Dowtherm 4000, 70 vol% 

Dowtherm 4000, 80 vol% 

Dowtherm 4000, 90 vol% 

Dowtherm A 

Dowtherm G 

Dowtherm HT 

Dowtherm J 

Dowtherm MX 

Dowtherm Q 

Dowtherm RP 

Dowtherm SR‐1, 10 vol% 

Dowtherm SR‐1, 20 vol% 

Dowtherm SR‐1, 30 vol% 

Dowtherm SR‐1, 40 vol% 

Dowtherm SR‐1, 50 vol% 

Dowtherm SR‐1, 60 vol% 

Dowtherm SR‐1, 70 vol% 

Dowtherm SR‐1, 80 vol% 

Dowtherm SR‐1, 90 vol% 

Ethane 

Ethylene 

Hitec 

Ilexan S 

Jarytherm AX320 

Jarytherm BT06 

Jarytherm DBT 

Marlotherm LH 

Marlotherm N 

Marlotherm P1 

Marlotherm P2 

Marlotherm SH 

Marlotherm X 

Methane 

Mobiltherm 603 

Multitherm IG‐2 

Multitherm PG‐1 

Nitrogen 

Oxygen 

Paratherm HE 

Paratherm NF 

Paratherm OR 

Propane 

Propylene 

Refrigerant R‐11 

Refrigerant R‐113 

Refrigerant R‐114 

Refrigerant R‐12 

Refrigerant R‐123 

Refrigerant R‐124 

Refrigerant R‐13 

Refrigerant R‐134a 

Refrigerant R‐152a 

Refrigerant R‐22 

Steam 

Syltherm 800 

Syltherm HF 

Syltherm XLT 

Syntrel 350 

Thermalane 550 

Thermalane 600 

Thermalane 800 

Thermalane FG‐1 

Thermalane L 

Thermia Oil B 

Therminol 55 

Therminol 59 

Therminol 66 

Therminol 75 

Therminol D‐12 

Therminol FS, 20 wt% pg 

Therminol FS, 30 wt% pg 

Therminol FS, 40 wt% pg 

Therminol FS, 50 wt% pg 

Therminol FS, 60 wt% pg 

Therminol LT 

Therminol VP‐1 

Therminol XP 

Water 

 

Page 18: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

18 

Vessel Fluid Data 

The fluid inside the vessel is the process fluid. 

This is the material that you want to transfer 

heat to or from. Process data are not stored 

in the program, so unlike the heat transfer 

fluid you must enter data for the important 

physical properties. 

The values for thermal conductivity, specific 

heat and density are taken as constants over 

the range of temperatures considered by the 

program. Therefore, you should enter values 

that are appropriate for the temperature of 

interest. 

Viscosity, on the other hand, varies dramatically with temperature. 

There are two ways to enter viscosity. 

In the input box shown above, enter the viscosity at 20°C. TANKJKT 

estimates viscosity at other temperatures with the Lewis and Squires 

temperature correlation [Poling]. 

The formula for this chart is: 

233

202661.020

2661.0 T

T  

 

The second way to enter viscosity is to 

provide the viscosity at three temperatures. 

TANKJKT constructs a formula, just as it does 

for heat transfer fluids, to predict the 

viscosity at other temperatures. 

These values must be entered using the units 

that are shown, and you must tick the 

checkbox for “Use this data”. You can test the 

validity of the formula by entering a 

“temperature of interest” and seeing the 

result. 

Finally, by ticking the “Use properties of water” checkbox, all other values are overridden; water 

properties are used. 

Page 19: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

19 

Agitator Data 

Choose the type of impeller from the 

dropdown list. When you change impellers, 

input fields for the relevant data are 

presented; fill in the information that is 

requested. There are hundreds of types of 

impellers in industry; TANKJKT offers choices 

from the most common types. If your impeller isn’t listed, pick one that has similar characteristics for 

flow pattern (axial or radial) and category (turbine or close‐clearance). 

Impeller geometry is usually specified within standard ranges that are tied to the tank diameter. Some 

of the calculations take geometric values into account, but others ignore geometry because the effect is 

small. The most important parameter for calculating heat transfer and power is the Reynolds number 

which is computed from the impeller diameter, speed and properties of the process fluid (viscosity and 

density). Those are the four parameters that are most important and should be specified reasonably 

accurately. 

Table 2: Impeller Types in TANKJKT 

 

Alloy 3‐blade retreating. This is similar to a glass‐steel retreat‐blade impeller, but 

constructed of stainless steel or some other alloy. Radial flow. 

 

Anchor. Generally used for viscosities from 20,000 to 100,000 cP, anchors are lower cost 

than helical coils, and often provide better heat transfer. Close proximity. 

 

 

Glass‐steel retreating. This is the workhorse impeller for glass‐lined reactors, although this 

is changing with the introduction of new impeller styles and materials. Heat transfer is 

worse than with the alloy retreating blade style (above) which is attributed to more 

slippage around its curved surfaces. Radial flow. 

 

 

Helical Ribbon. This proximity type of agitator is generally used for higher viscosity fluids 

(100,000 to 1,000,000 cP, except highly non‐Newtonian liquids which tend to rotate with 

the impeller and are sheared near the vessel wall. Close proximity. 

Page 20: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

20 

  No Agitator. Inside heat transfer coefficients are low when there is no agitation. 

 

Paddle. Very similar to a turbine, but with only two or four blades. Generally with a 

diameter greater than 0.6 of the tank diameter, turning at a slow speed. Radial flow. 

 

Propeller. Applicable when the viscosity is less than about 2000 cP, and for vessel volumes 

less than 6000 liters (1500 gallons) and vessel diameter < 1.5 m (5 ft) because they weigh 

much more (e.g., cost more) than turbines. Axial flow. 

 Pumped Circulation (no agitator). TANKJKT does not model circulation with jets, but 

instead treats this as liquid flowing through the vessel as if it were a large pipe. 

 

High‐Efficiency Hydrofoil. These are designed to provide more streamlined flow compared 

to pitched‐blade turbines or propellers. They have three or four tapering twisted blades, 

sometimes with rounded leading edges. Axial flow. 

 

Pitched‐Blade Turbine. The pitched blades are typically mounted at a 45°angle. Angles < 

30° or > 60° are extremely rare. Axial flow. 

 

Pitched‐Blade Turbine (Rushton). The blades are sometimes mounted on a flat disk and 

typically have 4 or 6 blades (can range from 4 to 12). Radial flow. 

Impeller photos from [Dickey] 

Environmental Conditions 

Enter the tank’s exterior environment in this 

section. If indoors, set wind speed to zero. 

Select insulation and the insulation covering 

from the dropdown lists. Uninsulated surfaces 

are also assumed to be unpainted. The 

surface treatment sets the value used for 

emissivity, which enters into the radiation 

heat loss/gain calculation. You can review and 

change the emissivity values on the Data Tables worksheet. 

Page 21: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

21 

Datasheet 

The datasheet organizes your pipe information on a form that has the same look as datasheets used 

throughout the chemengsoftware family.  

Information in the header section needs to be edited manually for your needs. If the cells are locked, 

simply Unprotect the sheet (there is no password needed) before editing the information. 

Notice that there are three triangles with numbers. These can be copied and pasted on top of the 

datasheet to indicate revisions 

 

Page 22: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

22 

 

Page 23: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

23 

Timeline 

The timeline datasheet is the same as the primary datasheet, except the heating/cooling curve is 

substituted for the calculated results. TANKJKT creates the curve by updating the temperature of the 

process fluid at time increments entered by the user. At the beginning of each time increment, TANKJKT 

evaluates the physical properties of the process fluid at the temperature and calculates the rate of heat 

gain or loss. Then, the temperature at the end of the increment is calculated using that rate and the 

time increment. The new temperature is substituted into the Data Input worksheet and the calculation 

is performed again. This repeats until 61 increments are computed. The results are charted. 

The results are also tabulated near the bottom of the Data Tables worksheet. Go to the named cell 

“interval_time” to quickly find the tabulated data. 

At the top of the Timeline worksheet, enter a value for the calculation interval in Cell B2. Then click the 

“NEW TIMELINE” button. The calculation takes several seconds – up to a minute on very slow machines 

– so be patient while the timeline data is generated. 

Typical results are pictured on the next page. 

 

Page 24: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

24 

 

Page 25: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

25 

Flow Rate Calculations 

The flow rates through each section of the jacket or inside the coils must be determined before the 

overall heat transfer is computed. TANKJKT support a limited number of permutations that are 

described here. We decided to favor a more simple user input at the expense of limiting the flexibility of 

specifying each jacket zone and coil flow individually. 

As seen in the screenshot below, you can enter the flow rate, velocity or desired pressure drop for each 

surface. The program calculates the other two. In this example, the flow for the sidewall and bottom 

head jackets are specified and the velocity through the internal coil is also specified. 

Flow Rate in Side-Wall Jacket

Enter a value for each heat transfer surface. When one parameter is entered (f low ,

velocity, or pressure drop) the other tw o are calculated. Red value show s user entry.

Total Flow Velocity Pressure Drop

Sidew all Jacket 80.0 liters/min 0.7 m/s 1.7 kPa

Bottom Jacket 60.0 liters/min 1.1 m/s 0.9 kPa

Internal Coil 116.9 liters/min 0.9 m/s 3.2 kPa

 

Here, the pressure drop for all three surfaces is specified. You can enter values in any of the nine fields 

(3 surfaces x 3 parameters). As soon as a new value is entered, the cell turns red while the other two 

values for that surface turn black and are calculated. 

Notice that in this example the flow rates for the sidewall and bottom jackets are approximately equal 

but the velocity for the sidewall is half that of the bottom jacket. The reason for this is that, for this 

example, the sidewall is specified to have two zones. The flow is divided equally between the zones, so 

the flow through each of the two sidewall zones is half of what is shown. 

Flow Rate in Side-Wall Jacket

Enter a value for each heat transfer surface. When one parameter is entered (f low ,

velocity, or pressure drop) the other tw o are calculated. Red value show s user entry.

Total Flow Velocity Pressure Drop

Sidew all Jacket 549.9 liters/min 4.9 m/s 80.0 kPa

Bottom Jacket 552.5 liters/min 9.8 m/s 80.0 kPa

Internal Coil 586.1 liters/min 4.5 m/s 80.0 kPa

 

In the special case with one sidewall zone, if you check the “Series Flow” box under Bottom Head Jacket, 

then the flow rate in the sidewall and bottom jackets are equalized. For instance, if you enter a flow rate 

for the bottom jacket then the flow for the sidewall is immediately changed to equal it. If you enter a 

value for pressure drop through the sidewall, the sidewall jacket flow is calculated and displayed, then 

the bottom jacket flow rate is set equal to that calculated value. 

Page 26: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

26 

Bottom Head Jacket

No Jacket

Half-Pipe Coil

Conventional

Dimple

Same type as Side-Wall Jacket

Series Flow

 

The flow rates, velocities and pressure drops are all calculated using physical properties at the 

temperature of the HTF supply. Strictly speaking, the density and viscosity will change as the HTF cools 

or warms through the jacket, but these differences are not accounted for. We elected to make this 

simplification because the effect on the overall heat transfer calculations is insignificant. 

The flow rate, velocity and pressure drop calculations are contained in the “JacketFlow” subroutine (and 

supporting functions) found in the “FlowRate” VBA module. 

Experimentally Determined Pressure Drop 

If you have data for pressure drop through 

the jacket, then use it to possibly improve the 

reported flow and pressure drop results. The 

input box for experimental data is located in 

the center column at the bottom. 

Enter the four pieces of data requested: flow rate, viscosity, density and pressure drop, all at the 

experimental conditions. Then select the checkbox. TANKJKT computes an “equivalent length” for the 

jacket flow path, using the hydraulic diameter and flow area that are calculated from the jacket 

dimensional data. It’s important to enter the jacket dimensional data (described previously) because this 

determines a Reynolds number which, in turn, is important for calculating the friction factor. 

If there are multiple zones, enter the flow rate and pressure drop for one zone. If there are multiple 

nozzles (conventional jacket), enter the flow rate for a single nozzle. For example, if you have a jacket 

with two agitating nozzles and you know the total flow rate is 200 liters/minute with a total pressure 

drop of 50 kPa, then enter 100 for the flow rate (200 divided by 2) and 50 for the pressure drop. Don’t 

divide the pressure drop in two. 

Use this section when you have experimental pressure drop dataInput the known conditions

Flowrate Viscosity Density Press Drop Use Experimentalliter/min mPa-s g/cm³ kPa Pressure Drop Data

Sidew all 150.0 1 1.0 50.0

(one zone)

Bottom Head 85.0 1 1.0 45.0

See the instruction manual for further information about the use of this pressure drop technique

Sidewall

Bottom Head

Page 27: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

27 

Outside Heat Transfer Calculations 

The outside heat transfer coefficient refers to the heat transfer fluid side of the surface, whether it be 

outside the tank wall or the inside of an internal coil. This section gives the method used to calculate the 

outside coefficient for each type of surface. 

Half‐Pipe Coil Jacket (Limpet Coil) 

Turbulent flow is expected, and is modeled, for both sidewall and bottom head, with Gnielinski: 

 

1Pr87.121

Pr1000Re8325.0

f

f

k

dh eo   [1] 

Garvin’s presentation includes a correction factor for helical coils that accounts for improved heat 

transfer due to centrifugal forces on the outside of the coil. Since the outside of a jacket coil faces away 

from the tank we elected to ignore this factor. It is documented in the “HTFSideh” subroutine and may 

be restored by removing the comment apostrophes at Lines 10 and 20. 

' 10 CurvDiam = T / Cos(Atn(2 * H3 / cdPI / SidewallZones / NoCoils / T)) ' 20 A = 1 + 0.059 * (Re * (HydDiamFlow / CurvDiam) ^ 2) ^ 0.34

If the flow is laminar (Re < 2100), then the following equation is used [Dream]: 

 

14.033.0

PrRe86.1

w

eeo

L

d

k

dh

  {2} 

Conventional Jacket 

We follow [Garvin 1999] for the conventional jacket calculations. Conventional jackets may be strictly 

annular, fitted with internal baffles, or equipped with agitating nozzles. Annular jackets often operate in 

the laminar flow or transitional flow range, so the heat transfer algorithm is more complex than those 

seen for other jacket types. The internal baffle jacket is modeled like a half‐pipe coil, except that 

because the baffles don’t form full channels there is bypass flow that must be accounted for. Agitating 

nozzles provide turbulent flow and are considered to be the driving force for heat transfer. 

Conventional Annular Jacket 

The algorithm follows this path: 

1. Calculate the equivalent diameter and curvature diameter of the jacket 

2. Determine limits for Laminar, Transitional, and Turbulent regimes 

a. Lower limit for Turbulent regime is Re = 15000 

b. If  307.0c

ed

dthen the Laminar regime extends all the way to Re = 15000 

Page 28: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

28 

c. Otherwise the upper limit of the Laminar regime is calculated with 

6.0

min 2.1312000Rec

earla d

d. The Transitional regime is between the upper limit of Laminar to 15000 

3. Calculate Nu for the Laminar regime (if Re < 15000) using the value of Re or, if in the Transitional 

regime, at the Re at the upper limit of the Laminar regime 

a. Let 

25.0

5.0 PrRe

c

e

d

dX  

b. If X > 4.9 (high curvature) then  

14.0

432

2121202.2348.11984.0

wXXXXXNu

 

c. If X <= 4.9 (low curvature) then, for aiding flow the sign is plus (+) and exponent m is 

0.28, and for opposing flow the sign is negative (‐) and exponent m is 0.25 

14.0

67.00525.0109525.086.4

w

fc Gz

GzNu

 

Iteratively calculate Nu using 

888.0

4875.0expGz

Nu  

m

enc L

dGrNu

Pr7287.0 33.0  

31

33ncfc NuNuNu  

4. Calculate Nu for the Turbulent regime (if Re > 15000) or at a Re = 15000 if in the Transitional 

regime 

a. Let 

2

Re

c

e

d

dX  

Page 29: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

29 

b. If X > 4.72 (high curvature) then, if this is a cooling application (HTF temperature is less 

than the process temperature), set Ge = 1 and m = 0.18. For a heating application, set 

Ge = 1 and m = 0.3 

c. If X <= 4.72 calculate 

e

e

d

L

L

dGe 07.0exp171.51  and m = 0.18 

d. Then 

34.02

2495.0795.0 Re059.01Prln0225.0expPrRe0192.0c

e

m

w d

dGeNu

 

5. For the Transitional regime, interpolate between the Nu calculated at the Laminar and 

Turbulent limits from above against the logarithm of Re. 

Conventional Jacket with Baffles 

This case uses the same formulas as the half‐pipe coil jacket [Garvin 1999]. 

Conventional Jacket with Agitating Nozzles 

TANKJKT follows the method given by [Garvin 2005] for conventional jackets with agitating nozzles. The 

method uses data for pressure drop and flow rate given by the tank manufacturer such as Pfaudler or 

De Dietrich. That data is given for the case of water, usually at 20°C, and TANKJKT uses it to calculate the 

effective nozzle outlet diameter. As Garvin states, this value is related to, but not equivalent to, the 

throat diameter of the nozzle. 

When nozzles are used you can either enter a value for throat diameter, which is taken to be the 

effective outlet diameter in the calculation, or enter pressure drop data with water (viscosity = 1 cP and 

density = 1 g/cc) in the “Experimental pressure drop” section of the Data Input worksheet. 

Dimple Jacket 

Using the mean dimple diameter as the characteristic length, applicable to sidewall and bottom head 

[Garvin 2001]: 

 33.0695.0

383.0

max

min

368.0

PrRe0845.0

A

A

x

w

k

dh oo   [3] 

Internal Coil 

This case uses the same formulas as the half‐pipe coil jacket [Garvin 1999]. For a helical coil we applied 

the centrifugal force correction factor.  

Page 30: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

30 

Inside Heat Transfer Calculations 

The inside heat transfer coefficient refers to the process side of the surface, whether it be the tank wall 

or the outside of an internal coil. The general form of the coefficient, for agitated vessels, is: 

 

c

w

bai Kk

Th

PrRe   [4] 

The coefficient, K, and exponents a, b, and c vary with the type of agitator impeller and which surface is 

under consideration Geometric corrections are made, depending on the impeller, for deviations from 

“standard” values for parameters such as blade width, blade height, impeller diameter, baffle width, etc. 

Typical values for K are 0.5 (baffled tank, axial‐flow impeller), 0.75 to 0.80 (baffled tank, radial‐flow 

impeller) and 0.35 to 0.4 (unbaffled tank regardless of impeller type). Typical values for a, b and c are 

0.67, 0.33 and 0.14. 

The calculation utilizes physical properties of the liquid inside the tank, evaluated at the bulk 

temperature plus the viscosity evaluated at the wall temperature. The wall temperature varies with the 

amount of heat transfer, so the calculation is iterated. The first pass sets the wall temperature to the 

average of the process fluid bulk temperature and the heat transfer fluid supply temperature. After the 

inside and outside heat transfer coefficients are evaluated, the overall heat transfer coefficient is 

calculated and a new wall temperature determined. This is used for the second pass and the calculations 

are repeated until the algorithm converges, which takes only three or four iterations. 

For radial flow impellers, different coefficients for the sidewall and bottom head surfaces are reported. 

TANKJKT uses those different coefficients or uses identical coefficients if the literature doesn’t specify a 

difference. 

The coefficient for tanks without agitator use natural convection correlations for natural convection at 

vertical or horizontal surfaces (sidewall and bottom head respectively). These make use of the 

dimensionless Grashof number that relates buoyancy and viscous forces acting on the fluid. Instead of 

the bulk liquid temperature used for agitated vessels, the film temperature, defined as the average of 

bulk and wall temperatures, is used to evaluate the necessary physical properties: volumetric thermal 

expansion coefficient and kinematic viscosity. 

For the tank sidewall, setting L = wetted height of sidewall, we use the Churchill and Chu formulas which 

are [Welty]: 

For [Gr Pr} < 109, 

 

94

169

25.0

Pr492.01

Pr67.068.0

Gr

k

Lhi   [5] 

Page 31: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

31 

For [Gr Pr} > 109, 

 

2

278

169

61

Pr492.01

Pr387.0825.0

Gr

k

Lhi   {6} 

For the bottom head, we use the simplifying assumption that it is a flat horizontal plate, with the 

characteristic dimension, L, equal  to the ratio of tank bottom area divided by its perimeter. The 

formulas are [McAdams, Lloyd]: 

For tank cooling, 

  25.0Pr27.0 Grk

Lhi   [7] 

For tank heating, with [Gr Pr} < 2 x 107 

  25.0Pr54.0 Grk

Lhi   [8] 

With [Gr Pr} >= 2 x 107 

  31

Pr15.0 Grk

Lhi   [9] 

Pumped circulation is treated as a combination of natural and forced convection. The natural convection 

component is calculated as described above. For forced convection, we make an assumption that the 

vessel contents move as if flowing in a pipeline. This results in a laminar flow condition, and the film 

coefficient for laminar flow is computed with: 

 

33.0PrRe

86.1

L

T

k

Lhi   [10] 

This result is combined with the natural convection result. In practice, the forced convection component 

makes no practical difference and might as well be ignored. 

For unbaffled tanks, if published data weren’t found we used a correction factor of 0.65 for the sidewall, 

and 1.0 for the bottom head.  

 

Page 32: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

32 

Table 3: Parameters for Sidewall Inside Heat Transfer Coefficient 

Impeller  K  a  b  c  Other  Reference 

Alloy 3‐blade retreating  0.37  0.67  0.33  0.24  [for 6‐blade, K‐0.37, c = 0.14]  Dream 

Anchor  0.69  0.5  0.33  0.14  Re < 100  Penny 2004 

0.32  0.67  0.33  0.14  100 <= Re < 300  Penny 2004 

0.33  0.67  0.33  0.18  300 <= Re < 4000  Dream 

0.55  0.67  0.25  0.14  4000 <= Re  Dream 

Glass‐steel retreating  0.54  0.67  0.33  0.14    Couper 

Helical ribbon  0.94  0.33  0.33  0.14  Re < 13  Penny 2004 

0.248  0.5  0.33  0.14  13 <= Re < 130 [(T‐D)/(2D)]‐.22(Pitch/D)‐.28 

Dream 

0.238  0.67  0.33  0.14  130 <= Re (Pitch/D)‐.25 

Dream 

Paddle  0.415  0.67  0.33  0.24  Re <= 4000  Dream 

0.36  0.67  0.33  0.14  4000 < Re  Dream 

Propeller  0.5  0.67  0.33  0.14  Baffled tank (T/Z)0.15  [1.29 (Pitch/D)]/[0.29 (Pitch/D)] 

Penny 2004 

0.313  0.67  0.33  0.14  Un‐baffled tank (T/Z)0.15  [1.29 (Pitch/D)]/[0.29 (Pitch/D)] 

 

High‐Efficiency turbine  0.31  0.67  0.33  0.14  (W/0.17D)0.2 (T/Z)0.15  Penny 2004 

Pitched‐blade turbine  0.45  0.67  0.33  0.14  (W/0.17D)0.2 (T/Z)0.15   

Disk turbine w/6 blades  0.74  0.67  0.33  0.14  Re <= 400, Baffled tank (W/0.2D)0.2 (T/Z)0.15 

[for 4‐blade, K = 0.66] 

Penny 2004 

0.85  0.66  0.33  0.14  400 < Re, Baffled tank (T/Z)‐.56 (D/T)0.13 

Dream 

0.54  0.66  0.33  0.14  Un‐baffled tank (T/Z)‐.56 (D/T)0.13 

Dream 

Table 4: Parameters for Bottom Head Inside Heat Transfer Coefficient 

Impeller  K  a  b  c  Other  Reference 

Alloy 3‐blade retreating  0.37  0.67  0.33  0.24  [for 6‐blade, K‐0.37, c = 0.14]  Dream 

Anchor  0.69  0.5  0.33  0.14  Re < 100  Penny 2004 

0.32  0.67  0.33  0.14  100 <= Re < 300  Penny 2004 

0.33  0.67  0.33  0.18  300 <= Re < 4000  Dream 

0.55  0.67  0.25  0.14  4000 <= Re  Dream 

Glass‐steel retreating  0.54  0.67  0.33  0.14    Couper 

Helical ribbon  0.94  0.33  0.33  0.14  Re < 13  Penny 2004 

0.248  0.5  0.33  0.14  13 <= Re < 130 [(T‐D)/(2D)]‐.22(Pitch/D)‐.28 

Dream 

0.238  0.67  0.33  0.14  130 <= Re (Pitch/D)‐.25 

Dream 

Paddle  0.415  0.67  0.33  0.24  Re <= 4000  Dream 

0.36  0.67  0.33  0.14  4000 < Re  Dream 

Propeller  0.5  0.67  0.33  0.14  Baffled and un‐baffled tank (T/Z)0.15  [1.29 (Pitch/D)]/[0.29 (Pitch/D)] 

Penny 2004 

High‐Efficiency turbine  0.9  0.67  0.33  0.14  (W/0.17D)0.2 (T/Z)0.15  Penny 2004 

Pitched‐blade turbine  1.08  0.67  0.33  0.14  (W/0.17D)0.2 (T/Z)0.15  Penny 2004 

Disk turbine w/6 blades  0.5  0.67  0.33  0.14  Baffled tank and un‐baffled tank (W/0.2D)0.2 (T/Z)0.15 

[for 4‐blade, K = 0.4] 

Penny 2004 

Page 33: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

33 

Table 5: Parameters for Helical Coil and Hairpin Coil Process‐Side Heat Transfer Coefficient 

Impeller  K  a  b  c  Other  Reference 

Alloy 3‐blade retreating  0.03  0.67  0.33  0.14  No correlation found in literature; using 6‐blade disk turbine parameters without geometric corrections 

N/A 

Paddle  0.027  0.67  0.33  0.14  (W/0.2D)0.2 (T/Z)0.15(T/D)0.5  Penny and Fair 

Propeller  0.016  0.67  0.33  0.14  (3D/T)0.1(CoilD/T/0.04)0.5  Penny 2004 

High‐Efficiency turbine  0.017  0.67  0.33  0.14  (W/0.17D)0.2 (T/Z)0.15(T/D)0.5  Penny and Fair 

Pitched‐blade turbine  0.023  0.67  0.33  0.14  (W/0.17D)0.2 (T/Z)0.15(T/D)0.5  Penny and Fair 

Disk turbine w/6 blades  0.03  0.67  0.33  0.14  (W/0.2D)0.2 (T/Z)0.15(3T/D)0.1

(CoilD/T/0.04)0.5(2/#Blades)0.2 Penny 2004 

Proximity impellers are not compatible with helical coils, so anchor and helical ribbon impellers are excluded from the TANKJKT 

model. Internal coils are not generally used with glass‐lined vessels, and they are not modeled for glass‐steel retreating 

impellers. 

Table 6: Parameters Baffle and Harp Coils Process‐Side Heat Transfer Coefficient 

Impeller  K  a  b  c  Other  Reference 

Alloy 3‐blade retreating  0.021  0.67  0.4  0.14  No correlation found in literature; using 6‐blade disk turbine parameters without geometric corrections 

N/A 

Paddle  0.06  0.65  0.3  0.14  (W/0.2D)0.2 (T/Z)0.15(3T/D)0.33

(CoilD/T/0.04)0.5 Penny and Fair 

Propeller  0.016  0.67  0.33  0.14  (3D/T)0.1(CoilD/T/0.04)0.5  Penny 2004 

High‐Efficiency turbine  0.017  0.67  0.33  0.14  (W/0.17D)0.2 (T/Z)0.15(T/D)0.5  Penny and Fair 

Pitched‐blade turbine  0.023  0.67  0.33  0.14  (W/0.17D)0.2 (T/Z)0.15(T/D)0.5  Penny and Fair 

Disk turbine w/6 blades  0.021  0.67  0.4  0.14  (W/0.2D)0.2 (T/Z)0.15(3T/D)0.1

(CoilD/T/0.04)0.5(2/#Blades)0.2 Penny 2004 

Proximity impellers are not compatible with helical coils, so anchor and helical ribbon impellers are excluded from the TANKJKT 

model. Internal coils are not generally used with glass‐lined vessels, and they are not modeled for glass‐steel retreating 

impellers. 

 

Page 34: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

34 

Agitator Power Calculations 

Agitator power (kW or hp) for turbine s is calculated from the general relationship: 

 c

P

g

DNNP

53   [11] 

The power number, NP, is given in many sources and generally considered to be a constant for a specific 

impeller when operating in the turbulent region (Reynolds number > 20,000). At lower values of 

Reynolds number the same relationship applies, but the power number increases. However, the reason 

for a lower Reynolds number may be a decrease in speed or impeller diameter, both of which enter into 

the power relationship, so this is complicated. 

A generalized graph of power number as a function of Reynolds number is widely published and 

reproduced below. We fit fourth‐order polynomials to the curves and use those to estimate the power 

number after calculating the Reynolds number. The power numbers are adjusted for factors such as 

number of blades and blade width. 

 

Figure 1: Power numbers for turbine impellers [Dickey] 

Page 35: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

35 

Agitator Power Transferred to the Process Fluid 

You can configure the amount of the agitator power that is transferred to the process fluid as heat. On 

the Data Tables worksheet you’ll find a cell named AgitatorPowerCooling and another named 

AgitatorPowerHeating. These represent the percentage of the agitator power that is added to the 

process fluid as heat. A rule of thumb is that 50% of the motor power is transferred, but we suggest 

conservative values of 55% for a cooling application, and 35% when heating. 

Depth of Vortex 

For unbaffled tanks with turbine type impeller, TANKJKT estimates the depth of the vortex using the 

relationship from Rieger. This estimate is provided for information only and should not be taken as an 

absolute given. The result appears in the list of messages, just to the right of the Vessel Fluid Data on the 

Data Input worksheet. 

The correlation uses the Galileo and Freude numbers as follows. 

For high Ga, 

 

008.014.1

38.0069.0 008.0

D

TFr

D

TGaBDDepth Ga

H   [12] 

For low Ga, 

 

24.038.3

18.133.0 074.0.

D

TFr

D

TGaBDDepth Ga

L   [13] 

The values for BH and BL depend on the impeller style as does the breaking point value between a high 

and low Ga number. 

Page 36: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

36 

Fluid Data Worksheet 

Physical properties for heat transfer fluids are tabulated on the “Fluid Data” worksheet. These are 

regression parameters that TANKJKT uses to determine the properties at any temperature. You can add 

new fluids to this worksheet using the tool that described in this section. 

Properties are returned with the following units: 

Temperature ____________________________  °C 

Density ________________________________  lb/ft3 

Specific Heat ____________________________ Btu/lb‐°F 

Thermal Conductivity _____________________ Btu/ft‐hr‐°F 

Viscosity _______________________________  cP 

Vapor Pressure __________________________ mm Hg 

Beginning with Version 2.1, all calculations are performed in SI units then converted to Customary US for 

display and reporting. Therefore, the function subroutines that utilize the properties on the “Fluid Data” 

worksheet return the results in SI units. We retained the Customary US units on “Fluid Data” to ensure 

backward compatibility; a user may safely copy‐and‐paste regression coefficients from a previous 

version of TANKJKT. 

The viscosity and vapor pressure are not actually regressed. Instead, three values are forced to fit a 

three‐parameter equation. Viscosity is divided into three temperature ranges so there are three sets of 

parameters. This isn’t actually necessary – excellent agreement between data and correlation are 

obtained with a force fit over a large temperature range – but to maintain backward compatibility the 

practice is continued in the program. 

Here are the equations used to fit the data, where t = temperature, °C: 

Density  btm  

Specific Heat  btmc p  

Thermal Conductivity  btmk  

Viscosity 

15.273

exptC

BA  

Vapor Pressure tC

BAP

 

 

Page 37: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

37 

Example 

Thermal physical properties for Paratherm HE® are published on the Paratherm web site 

(http://paracalc.paratherm.com) and reproduced below. For this example, we chose seven 

temperatures and the properties for viscosity, density, thermal conductivity and specific as highlighted. 

Notice that the vapor pressure data is listed only at high temperatures. 

Screen shots showing this data entered onto the “Fluid Data” worksheet are shown and described on 

the next page. 

 

Page 38: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

UINS‐TJ‐02 February 2015  38 

Units that the original data are in:

Temperature

Density

Specific Heat

Thermal Conductivity

Viscosity

Fluid Name: Paratherm HEManufacturer: ParathermDescription: Mineral oilOperating range: 50 °C minimum

310 °C maximum

Liquid Thermal VaporTemp. Density Sp. Heat Conduct. Visc. Pressure

°C kg/cu.m. Btu/lb-°F Btu/ft-hr-°F cSt mm Hg

38 850 0.47 0.075 4566 830 0.49 0.074 16 0.07

107 810 0.53 0.0724 5.5149 780 0.56 0.071 2.9 19.50191 750 0.6 0.0695 1.8246 720 0.65 0.0675 1.1 422.00316 670 0.71 0.065 0.7

degrees F degrees C

lb/cu.ft. kg/cu.m.

Btu/lb-F = cal/g-C Kj/kg-K

Btu/ft-hr-F W/m-K

cP centi Stokes = mm2/s

Add Fluid to Database

The radio buttons are used to select units of 

measure consistent with those in the published 

data. Density is published in g/cc, but we 

selected kg/m3 instead and multiplied the 

density values by 1000 when entering them in 

the table. 

After entering all of the data, we clicked on the 

“Add Fluid to Database” button. This adds a 

new line to the properties table and enters the 

parameters for all of the properties. 

The four graphs confirm that the data is entered 

correctly since there are no obvious outlying 

data points. Notice, however, that the values 

entered for thermal conductivity at 107°, 191° 

and 246°are slightly higher than those in the 

published table. This was done to compensate 

for the lack of significant figures in the data and 

create a better match between data and 

regressed parameters. 

 

0

100200

300400500

600700

800900

0 100 200 300 400

Density

Density Predicted

00.10.20.30.4

0.50.60.70.8

0 100 200 300 400

Specific Heat

Specific H eat Predic ted

0.064

0.066

0.068

0.07

0.072

0.074

0.076

0 100 200 300 400

Thermal Conductivity

Thermal Conductivity Predicted

0.1

1

10

100

0 100 200 300 400

Viscosity

Viscosity Predicted

 

Page 39: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

39 

Vapor pressure data is entered separately in this example. The temperatures for three vapor pressure 

points are entered along with corresponding values for vapor pressure, as shown below.  

Fluid Name: Paratherm HE <-- Already in the databaseManufacturer: ParathermDescription: Mineral oilOperating range: 50 °C minimum

310 °C maximum

Liquid Thermal VaporTemp. Density Sp. Heat Conduct. Visc. Pressure

°C kg/cu.m. Btu/lb-°F Btu/ft-hr-°F cSt mm Hg

288 21.00

316 52.00

329 79.00

 

Take the following steps to get the results into the table: 

1. Unprotect the worksheet if necessary. Review … Unprotect Sheet. There is no password. 

2. Copy the three Antoine Coefficients to the clipboard. These are found on row 55, beginning in 

column G (unless you have inserted rows and/or columns to the worksheet). 

Antoine Coeff icients

A B C

88.65765 539906.1 5893.983  

3. Use Paste Special … Values to paste the coefficients into the row for the fluid (in this example, 

Paratherm HE). This overwrites the values that were (incorrectly) placed there when the fluid 

was added initially. 

 

For this illustration the unneeded values for density, specific heat, etc. are erased from the input data 

table. In practice this isn’t necessary since only the vapor pressure (and corresponding temperatures) 

are actually used. 

Page 40: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

40 

Data Tables Worksheet 

The Data Tables worksheet stores parameters for physical properties such as thermal conductivity of 

tank materials, emissivities, standard pipe sizes, and agitator geometries. You can edit some of these 

values, but be very careful that you don’t overwrite formulas that calculate the dimensions of tank 

heads, or values that save previous data entries for impellers. In general, don’t change values on this 

worksheet. 

The worksheet also stores the value of radio buttons, dropdown lists and check boxes. These are 

controlled by associated control on the Data Input worksheet and should not be edited. 

The timeline values are written to this worksheet with the results used to create the timeline chart. 

Again, these are programmatically determined and should not be manually edited. 

Refer to the Data Tables worksheet for additional information about the values that are stored there. 

PictElements Worksheet (HIDDEN) 

The PictElements worksheet is hidden from view and should not be changed. It contains the pictorial 

elements used to compose the tank picture on the Data Input screen. These elements are copied from 

this worksheet to the Data Input worksheet whenever needed to refresh the picture. 

Page 41: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

41 

Saved Calcs Worksheet 

It takes time to enter all the data about a particular 

vessel. That’s why you have the option to save that 

data for reuse in the future. 

Data is stored on the worksheet called “Saved Data”. 

When you click on the “Save Calculation” button on the 

Data Input sheet, the current calculation is instantly 

copied to the Saved Data page. You must save the 

entire workbook to keep access to this data for the future! 

Retrieving an old calculation is simple. Choose it from the dropdown list of saved data, then click the 

“Restore Saved Calculation” button. That’s it. 

To delete old calculations from the archive, go to the Saved Data worksheet. Unprotect the sheet (there 

is no password required). Then highlight the row(s) containing your unwanted data. Delete the row(s) by 

using Excel’s Edit…Delete… command. 

Result Details 

TANKJKT stores the results from calculations in an array. You can view the complete content of the 

array, displayed in the units that are currently selected, on the worksheet called “Result Details.” You 

can also write your own formulas to tap into the results. 

The syntax for the formula is: 

= Res(surface, parameter, units, chng) 

The arguments are: 

surface is the heat transfer surface, where 1 = sidewall, 2 = bottom, 3 = coil, 4 = tank roof 

parameter is the value (see list below) 

units is the units of measure for the result, where 1 = U.S., 2 = SI 

chng is a reference to a cell that updates whenever the calculations are run, which forces this 

formula to refresh 

TIP: Store information about commonly 

used classes of vessels. TANKJKT is shipped 

with physical dimensions of standard glass‐

lined vessels manufactured by Pfaudler 

and De Dietrich (USA). Similarly, you can 

add to this the types and sizes of vessels 

Page 42: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

42 

Table 7: Parameters Stored in the Res() Array 

Parameter  Description  U.S. Units  SI Units 

1  HTF Film Coefficient, ho  Btu/hr‐ft2‐F  W/m2‐C 

2  Process Film Coefficient, hi  Btu/hr‐ft2‐F  W/m2‐C 

3  Overall Coefficient, U  Btu/hr‐ft2‐F  W/m2‐C 

4  Heat Transferred, Q  Btu/hr  W 

5  HTF Flow Rate  lb/hr  kg/h 

6  HTF Pressure Drop  psi  kPa 

7  HTF Velocity  ft/s  m/s 

8  HTF Temperature In  F  C 

9  HTF Temperature Out  F  C 

10  HTF Temperature Average  F  C 

11  HTF Temperature Wall  F  C 

12  Process Temperature  F  C 

13  Process Temperature Wall  F  C 

14  Wall Coefficient, hw  Btu/hr‐ft2‐F  W/m2‐C 

15  Agitator Power    Surface 1 = total power    Surface 2 = power as heat to fluid 

Btu/hr  W 

16  Environmental film coefficient, he  Btu/hr‐ft2‐F  W/m2‐C 

17  Jacket‐to‐environment Ue  Btu/hr‐ft2‐F  W/m2‐C 

18  Jacket‐to‐environment Qe  Btu/hr  W 

19  Process‐to‐environment Ue  Btu/hr‐ft2‐F  W/m2‐C 

20  Process‐to‐environment Qe  Btu/hr  W 

21  Surface Temperature  F  C 

 

The function EnergyResult returns the final results for the calculation. Its syntax is: 

= EnergyResult(parameter, units, chng) 

The arguments are: 

parameter is the result requested, where 1= total energy gained or lost from the process fluid in 

the tank, and 2= temperature change per minute 

units is the units of measure for the result, where 1 = U.S., 2 = SI 

chng is a reference to a cell that updates whenever the calculations are run, which forces this 

formula to refresh 

Page 43: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

43 

Nomenclature 

Note that the units associated with the variables are not entirely consistent. Formulas used in the 

TANKJKT calculations recognize this and apply the necessary conversions. In some cases, the units used 

on the Data Input sheet differ from those used in the VBA subroutines. For example, impeller diameter 

is input in millimeters, but converted to meters when transferred to the subroutine. 

pc specific heat, Joules/kg‐°C 

D impeller diameter, m 

g acceleration of gravity, 9.81 m/s2 

cg conversion factor, 1 m/s2 

ih inside (process‐side) heat transfer coefficient, W/m²‐°C 

oh outside (heat transfer fluid side) heat transfer coefficient, W/m²‐°C 

k thermal conductivity, W/m‐°C 

K coefficient for heat transfer equation 

L characteristic length, m 

N agitator rotational speed, rps 

P agitator power, W 

T inside diameter of vessel, m 

t temperature, °C 

U overall heat transfer coefficient, W/m²‐°C 

W blade height, measured parallel to shaft, m 

Z liquid depth in the tank, m 

For conventional jackets 

cd curvature diameter 

ed equivalent diameter 

hd hydraulic diameter = 2 x annulus 

L length of the flow path from entrance nozzle to exit nozzle 

For dimple jackets 

odwzA min minimum flow area 

Page 44: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

44 

wzA max maximum (unrestricted) flow area 

od mean dimple diameter, m 

w center‐to‐center distance between adjacent dimples parallel to flow 

x transverse center‐to‐center distance between adjacent dimples 

Greek variables 

coefficient of volumetric expansion, 1/°C 

density, g/ cm3 

dynamic viscosity, Pa‐s 

Dimensionless numbers 

DN

Fr2

  Froude number 

FrGa

2Re   Galileo number 

2

23

tLg

Gr

  Grashof number 

L

dGz hPrRe   Graetz number 

k

ThNu i   Nusselt number 

ND 2

Re   Reynolds number 

k

cp Pr   Prandtl number 

Page 45: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

45 

References 

Bolliger, Donald H., “Assessing heat transfer in process‐vessel jackets,” Chemical Engineering, 

September 20, 1982, page 95. 

Bondy, Frederick, and Lippa, Shepherd, "Heat transfer in agitated vessels", Chemical Engineering, April 4, 

1983, page 62. 

Cau, Eduardo, Heat Transfer in Process Engineering, McGraw‐Hill, 2010. 

Couper, J.R., Penny, W.R., Fair, J.R., Walas, S.M., Chemical Process Equipment: Selection and Design, 3rd 

Edition, Butterworth‐Heinemann, Waltham, MA, 2012. 

Dickey, David S., “Mixing and Blending,” from the Kirk‐Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 

Wiley, published online 16 Apr 2010. 

Dream, Robert F., "Heat Transfer in Agitated Jacketed Vessels", Chemical Engineering, Vol 106, No 1, 

January 1999, pages 90‐96. 

Furukawa, H., Kato, Y., Inoue, Y., Kato, T., Tada, Y., Hashimoto, S., "Correlation of Power Consumption 

for Several Kinds of Mixing Impellers," International Journal of Chemical Engineering, Volume 2012 

(2012), Article ID 106496. Downloaded from: http://www.hindawi.com/journals/ijce/2012/106496/ 

Garvin, John, "Understand the Thermal Design of Jacketed Vessels", Chemical Engineering Progress, Vol 

95, No 6, June 1999, page 61. 

Garvin, John, "Estimate Heat Transfer and Friction in Dimple Jackets", Chemical Engineering Progress, 

Vol 97, No 4, April 2001, pages 73‐75. 

Garvin, John, “Evaluate Flow and Heat Transfer in Agitated Jackets,” Chemical Engineering Progress, 

August 2005, pages 39‐41. 

Hemrajani, Ramesh R., “Mixing and Blending,” from the Kirk‐Othmer Encyclopedia of Chemical 

Technology, Version 2, Wiley, published online 15 Apr 2005. 

Hemrajani, Ramesh R., and Tatterson, Gary B., "Mechanically Stirred Vessels," Chapter 6 in Handbook of 

Industrial Mixing, edited by Edward Paul, Victor Atiemo‐Obeng and Suzanne Kresta, John Wiley, 2004. 

Lloyd, J.R., Moran, W.R., Natural convection adjacent to horizontal surfaces of various platforms,” ASME 

Paper 74‐WA/HT‐66, 1974. 

McAdams, W.H., Heat Transmission, 3rd Edition, McGraw‐Hill, New York, 1954. 

Nienow, Alwin W., “Stirred Tank Reactors,” from Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley, 

published online 15 Jan 2010. 

Page 46: TANKJKT spreadsheet template Heat for  · PDF filetemperature, jacket heat transfer calculations are very fast, accurate, and easily tested with alternative fluids

TANKJKT 

46 

Penny, W.R., "Heat transfer correlations", in Handbook of Heat Exchanger Technology, Hemisphere 

Publishing Corp., New York (1983). 

Penny, W.R., Atiemo‐Obeng, V.A., “Heat Transfer,” Chapter 14 in Handbook of Industrial Mixing, edited 

by Edward Paul, Victor Atiemo‐Obeng and Suzanne Kresta, John Wiley, 2004. 

Poling, B.E., Prausnitz, J.M., O'Connell, J.P., Properties of Gases and Liquids, Fifth Edition, McGraw‐Hill, 

2001. 

Rieger, F., Ditl, P., Noval, V., “Vortex depth in mixed unbaffled vessels,” Chem Eng Sci, 34:397‐403 

(1979). 

Uhl, Vincent W., "Mechanically Aided Heat Transfer," Chapter 5 in Mixing: Theory and Practice, Vol 1, 

edited by Vincent Uhl, Academic Press, 1966. 

Welty, J.R., Wicks, C.E., Wilson, R.E., Rorrer, G.L., Fundamentals of Momentum, Heat and Mass Transfer 

(5th Edition), John Wiley and Sons, 2007. 

Zlokarnik, Marko, Stirring: Theory and Practice, Wiley‐VCH, Weinheim, Germany, 2001. 

*** END OF DOCUMENT ***