Èske yon aparèy chofaj PFA Helical ak dyamèt bobin ki pa-inifòm diminye stratifikasyon tèmik nan yon tank ki wo etwat?

Stratifikasyon tèmik se yon pwoblèm ak tank wo, etwat (wotè: rapò dyamèt > 3:1) chofe lè l sèvi avèk aparèy chofaj imèsyon vètikal nan ki likid cho kolekte nan tèt la ak likid refwadi nan pati anba a. Yon aparèy chofaj PFA hélicoïdal ak dyamèt bobin ki pa -inifòm, sa vle di pi gwo bobin dyamèt nan pati anba a ak pi piti bobin dyamèt nan tèt la, ka diminye stratifikasyon pa 50 a 70%. Pi gwo bobin anba yo bay kouran konveksyon pwisan ki melanje rejyon ki pi ba a, ak pi piti bobin anwo yo anpeche twòp chofaj nan sifas likid la. Dyamèt varyab kreye yon efè ponpe: likid cho leve soti nan bobin anba lajè yo, antrene likid pi fre epi distribye chalè pi respire. Modèl CFD nan yon tank 3 m wotè ak 0.8 m dyamèt endike ke yon helix inifòm bay yon gradyan 12 degre depi anwo jouk anba, ak yon helix ki pa inifòm (300 mm dyamèt nan bobin anba a ak 150 mm nan bobin anwo a) pote sa a desann nan 4{{19} degre. Aparèy chofaj helicoïdal ki pa inifòm yo endike pou tank ki gen yon rapò wotè/dyamèt > 4:1 san ajitasyon mekanik.

Koule Helical ak Mekanis Estratifikasyon
Yon panach monte sou sifas aparèy chofaj la akòz konveksyon natirèl ki soti nan yon aparèy chofaj vètikal nan yon tank wo etwat. Plume a pwolonje nan tèt la epi li gaye pou fòme yon kouch chofe. Fòs flotan yo modès anpeche plis melanje ak kouch la chofe. Yon aparèy chofaj tipik (dyamèt bobin konstan) pwodui yon sèl selil koule k ap vire ki pa efikasman chanje likid anwo ak anba.

Yon helix ki pa-inifòm, ak dyamèt bobin piti piti piti piti depi anba rive anwo, jenere yon mouvman ponpe-pich varyab. Bobin anba yo, yo te lajè, bay konsiderab koupl, voye likid la deyò. Lè likid la monte, li frape bobin ki pi piti dyamèt ki ogmante vitès koule a (konsèvasyon momantòm angilè: v * r=konstan). Likid rapid la antre likid ki pi frèt soti nan sant tank la, kraze kouch cho a. Sa a pwodui yon selil resikilasyon nan tout wotè tank la ki toujou ap chanje likid anwo ak anba.

Rediksyon konsepsyon bobin nan stratifikasyon
Tank H:D Rapò Kalite aparèy chofaj Dyamèt bobin (anba→anwo) 3:1 Baton dwat (pa gen helix) Pa disponib 14–18 Debaz (0%) Rediksyon stratifikasyon Melanj Mekanis Fèb konveksyon natirèl
3:1 Elis inifòm Konstan 200 mm 8 a 10 40 a 45%Selil resikilasyon sèl 3:1 Elis ki pa-inifòm 250→150 mm 3–4 75–80%Varyabl ponpe 4:1 Elis inifòm 200 mm konstan 1} 1{2} 200 mm liy estratifye (1) Helix ki pa inifòm 300-150 mm 4-6 60-70% De selil sikilasyon
5:1 Helix pa-inifòm 350–120 mm 5–7 55–65%Multi-woulman selil
5:1 helix ki pa inifòm ak najwa 350→120 mm + najwar 2-4 75-85% Optimisé Melanje pi bon paramèt konsepsyon bobin
Pi bon helix ki pa-inifòm pou yon tank etwat wo (H/D > 4) genyen:

Dyamèt bobin anba: 0.6-0.8 x dyamèt tank (men pa kontakte miray tank; kenbe 50 mm clearance)

Top bobin dyamèt: 0.3-0.4 * dyamèt tank

To koni: lineyè koni anba nan tèt sou 60-80% nan longè chofe

Anplasman bobin: konstan (50-100 mm) oswa dousman ogmante (pi laj nan tèt)

Bobin a ta dwe kòmanse 100-200 mm soti nan anba tank la epi fini 200-300 mm soti nan sifas likid la. Bobin anba yo fè pi plis nan ponp lan. Bobin anwo yo se pou distribisyon chalè, pa chofaj prensipal.

Rezilta simulation CFD nan yon tank 3 m wotè ak 0.8 m dyamèt ak aparèy chofaj 6 kW:

Konsepsyon OD bobin anba (mm) OD bobin anlè (mm) Vitès maksimòm (m/s) nan mitan -wotè ΔT (degre) anwo-anba
Baton dwat pa disponib 0.08 16
Helix inifòm 200 200 0.12 9.5
Cône modere 250 180 0.18 5.5
Cône agresif 300 150 0.25 3.8
Agresif + fin 300 150 0.32 2.5 Limit pratik
Aparèy chofaj helicoïdal ki pa -inifòm yo pi chè pou konstwi (30–50% prim pase baton dwat) epi yo mande pou pi gwo clearance nan pati anba tank la (gwo dyamèt bobin). Benefis la piti (stratifikasyon deja ba) pou tank ki gen H:D <3:1. Pou tank ak ajitatè mekanik, helix la bay benefis minim paske melanje a deja bay.

Helix la tou pa inifòm epi li jenere siyifikatif gout presyon si tank la gen koule fòse. Pi gwo bobin anba yo ka limite koule sou sistèm resiklaj. Tcheke gout presyon anvan yo espesifye.

Egzanp jaden yo
Plant chimik la te itilize yon réacteurs ki gen wotè 4.5 m ak dyamèt 1.0 m pou chofe lwil gluan (Pr=150). Dwat baton PFA aparèy chofaj pwodwi yon gradyan nan 22 degre (anba 68 degre, tèt 90 degre). Plant lan te konvèti nan helix ki pa inifòm (anba bobin 380 mm, anwo bobin 160 mm, anplasman konstan 80 mm). Apre enstalasyon gradyan an te tonbe a 6 degre (anba 82 degre, pik 88 degre). Lwil oliv la nan pati anba a chofe jiska tanperati reyaksyon 40% pi vit ak tan an pakèt desann soti nan 8 a 5 èdtan. Aparèy chofaj $2,000 te peye pou tèt li nan 3 mwa.

Konklizyon: Helix ki pa-inifòm diminye stratifikasyon pa 50-70%
Chofaj PFA helicoïdal ak dyamèt bobin ki pa -inifòm (pi laj anba, pi etwat nan tèt) diminye stratifikasyon tèmik nan tank wo etwat (wotè: dyamèt > 4:1) pa 50-70% konpare ak aparèy chofaj inifòm. Dyamèt bobin varyab sa a lakòz yon aksyon ponpe ki brase likid anwo ak anba a. Se konsa, pa gen okenn kouch chofe. Pou tank san ajitasyon mekanik ak kondisyon segondè pou inifòmite tanperati (reyaktè pharmaceutique, tank kristalizasyon) presize ki pa -helix inifòm. Pou H:D < 3:1 oswa tank koule fòse benefis la se minim. Estratifikasyon se advèsè a nan menm chofaj. Elis nan stratifikasyon an repo ponpe. Chofe respire. Brase tank la. Conique bobines yo. Anba a manke chalè; tèt la gen twòp. Conique Helix egalizasyon. Pwosesis ou a pral rekonesan.