Ki avantaj relatif yo genyen yon sèl-pase ak plizyè-pase PTFE chalè echanjeur konsepsyon?

Nan yon kokiy PTFE-ak-echanjeur tib, likid la-bò tib ka pase soti nan inlet nan pwodiksyon yon fwa oswa li ka re-sikile nan pake a plizyè fwa. Nimewo a nan pas detèmine vitès likid la, efikasite transfè chalè ak pouvwa ponpe ki nesesè. Yon konsantre se souvan maksimize tib -koyefisyan transfè chalè bò a, paske PTFE gen yon konduktiviti tèmik intrinsèque ba (apeprè 0.25 W/m·K). Sepandan, seleksyon yon sèl-pas oswa yon konsepsyon milti-pase pa trivial-se yon echanj konsyan-ant ogmantasyon transfè chalè a ak penalite gout presyon.

Aranjman Passe Tib Esplike
Kantite tib pase se kantite fwa likid ki pase nan tib yo koule sou longè echanjeur a. Yo pwodui pas lè yo mete divizyon (patisyon pas) nan kanal la oswa bonnet nan youn oswa toude bout echanjeur la. Divizeur sa yo pèmèt likid la koule nan sèlman kèk nan tib yo, anvan ranvèse ak koule nan lòt seri a nan tib.

Konstriksyon yon sèl-pase
Nan yon sèl echanjeur -pas (1-pas) likid ki bò tib la antre nan kanal la nan yon bout, kouri dirèkteman nan tout tib an paralèl epi sòti nan bout opoze a. Pa gen okenn miray enteryè. Sa a se konsepsyon koule ki pi senp.

Konsepsyon milti-pas (2 pas, 4 pas, elatriye)
Nan yon aranjman milti-pase likid la pase nan pakèt tib la plizyè fwa. Pa egzanp, avèk yon echanjeur 2-pase, kanal koule a separe an de pòsyon. Likid prezante nan yon sèl pati, pase nan mwatye tib yo nan fen a byen lwen, chanje direksyon nan yon Bonnet retounen, pase tounen nan tib ki rete yo, ak fèy soti nan dezyèm pòsyon nan kanal la inlet-bò. Nan yon echanjeur 4 pas operasyon sa a repete de fwa.

Nimewo a nan pas se toujou yon nimewo menm tankou bouch yo konsomasyon ak pwodiksyon yo sou menm fen nan echanjeur a, ki senplifye koneksyon yo tiyo.

Diferans prensipal nan konpòtman tèmik-idwolik
Se chwa pou yon sèl pas oswa milti pas konsepsyon echanjeur chalè PTFE enfliyanse pa enpak la sou vitès likid, koyefisyan transfè chalè, gout presyon ak boutèy demi lit mwayèn tanperati diferans (LMTD).

Koefisyan transfè chalè ak vitès likid
Vitès likid la nan chak tib se yon fonksyon kantite tib ki itilize pou chak pas pou yon pousantaj koule an patikilye bò tib. Nan yon konsepsyon pas sèl, tout tib yo aktif an menm tan. Zòn koule ki disponib se sòm zòn koule tout tib yo. Se poutèt sa, vitès la pito piti sof si pousantaj koule total la gwo.

Nan yon konsepsyon milti-pase, se menm koule total la pou chak pase lè l sèvi avèk sèlman yon fraksyon nan tib yo. Nan yon echanjeur 2-pase ak de gwoup tib ki idantik, chak pas gen mwatye nan tib total yo. Vitès la nan chak tib double parapò ak senaryo a yon sèl-pas (pou menm pousantaj koule total). Vitès kat fwa ak yon konfigirasyon 4 pas.

Koyefisyan transfè chalè konvèktif la ogmante ak ogmantasyon nimewo Reynolds bò tib la akòz ogmantasyon vitès la. Obstak ki limite nan transmisyon chalè a se souvan fim likid bò tib-(si likid kote koki a-se yon vapè kondansasyon oswa likid ki wo-kondiktivite). Depi tib PTFE yo deja pòv nan konduktiviti tèmik, Ogmante vitès bò tib la ka anpil amelyore koyefisyan transfè chalè an jeneral.

Efè gout presyon
Pi gwo pri vitès: Gout presyon ogmante ak kare vitès la (apeprè). Pou yon konsepsyon 2-pase gout presyon bò tib la se anviwon 4 fwa sa yon konsepsyon yon sèl pas (vitès de fwa + pèt adisyonèl nan bouchon retounen an). Pou yon konsepsyon 4 pas, gout presyon an ka 16 fwa pi gwo, plis gwo pèt nan chanm ranvèse yo.

Nan pratik, kantite pas yo anplwaye jeneralman limite pa pouvwa ponpe ki disponib oswa pèt presyon akseptab nan liy pwosesis la. Aranjman nòmal pou echanjeur chalè PTFE se 2-pase oswa 4-pase. Si likid la sou bò tib la se yon likid ki gen viskozite modere ak ponp lan gen ase tèt, konsepsyon Single-pas yo favorize ak yon likid gaz-bò tib (kote gout presyon vin pi enpòtan) oswa ak debit deja wo.

Koreksyon Diferans Tanperati Mwayèn Jounal (LMTD)
Youn nan gwo distenksyon se ke sistèm milti-pas yo pa pi bon kalite kontrekoulè, sa ki diminye fòs kondi tanperati efikas la. LMTD a pi wo nan yon echanjeur sèl pas ak aranjman counterflow (likid bò tib opoze direksyon likid bò koki). Nan yon echanjeur milti-pase modèl koule a tou pre melanje oswa crossflow epi yo aplike yon faktè koreksyon (pafwa yo rele F) nan LMTD kontrekouran an.

Pou yon echanjeur 2-pase faktè koreksyon LMTD nòmalman se nan ranje 0.95 a 0.99 pou pifò sitiyasyon fonksyònman - yon ti rediksyon. Pou echanjeur 4-pas faktè a ka osi ba ke 0.90-0.95. Pou aplikasyon pou kwa tanperati ki wo (kote tanperati konsomasyon ak pwodiksyon yo trè pre) faktè koreksyon an ka sibstansyèlman pi ba pase 1 kòm benefis ki genyen nan pi gwo vitès ka anile. Kidonk, desen milti-pas yo gen plis siksè pou chanjman tanperati modès sou bò tib.

Enpòtans echanjeur chalè PTFE
Depi PTFE gen konduktiviti tèmik ki ba, tib -rezistans fim bò a se souvan youn nan dominan pou transfè chalè an jeneral. Pakonsekan, youn nan objektif konsepsyon enpòtan yo se amelyore koyefisyan bò tib-. Desen milti-pase akonpli sa san yo pa bezwen yon pi gwo vitès jeneral nan ponp plant la, sa ki fè yo dezirab pou refòm oswa kote to koule a fiks.

Sepandan, tib PTFE se mekanikman mou epi li ka vibre nan gwo vitès koule. Vitès twòp ka pwodwi flutter tib ak rezilta nan fretting kont baffles oswa domaj tubsheet. Pou tib PTFE, tipik sigjere vitès bò tib yo se 0.5 a 2.0 m / sec (1.6 a 6.6 pye / sec). Yon konsepsyon milti-pase ki ogmante vitès soti nan 0.5 m/s a 1.0 m/s bon, men ogmante li a 3.0 m/s ka lakòz pwoblèm mekanik. Yo ta dwe chwazi kantite pas yo pou kenbe vitès la nan seri manifakti a espesifye.

Epitou, avantaj transfè chalè yo ta dwe balanse kont pri a ponpe. Yon ponp pwosesis deja disponib pou sikilasyon tank. Gout presyon yon echanjeur PTFE milti-pase ka akseptab nan anpil pwosesis fini sifas yo. Altènativman, yon konsepsyon pas sèl ak yon koki pi gwo (plis tib an paralèl) ka akonpli fonksyon an menm nan gout presyon pi ba men pi gwo pri kapital la.

Tablo konparezon: yon sèl-pase kont plizyè-pase echanjeur chalè PTFE
Tablo ki anba la a montre estatistik pèfòmans tipik pou yon tib total fiks -koule koule bò ak zòn transfè chalè fiks. Valè yo reprezante; pèfòmans aktyèl la pral konte sou detay gwosè ak karakteristik likid.

Kantite Tib Pase Vitès Tib Relatif* Tib Relatif-Koyefisyan Transfè Chalè Bòt** Gout Presyon Relatif (bò Tib) Ranje Faktè Koreksyon LMTD Aplikasyon tipik
1 (Sèl -Pas) 1.0 (debaz) 1.0 (debaz) 1.0 (debaz) 1.00 (pi kontrekoulman li posib) Likid gwo koule; gaz; sistèm gout presyon ki ba
2 (De-Pase) 2.0 1.3 - 1.5 3.5 - 4.5 0.95 - 0.99Bon balans Pi souvan pou echanjeur likid PTFE
4 (Kat-Pase) 4.0 1.6 – 1.9 12 – 18 0.90 – 0.95 Likid ki gen gwo viskozite oswa U-valè trè wo obligatwa; tcheke pri ponpe
6 oswa 8 Pase 6 – 8 1.9 – 2.3 > 30 < 0.90 Ra; sèlman ak likid viskozite ki ba ak gwo vitès ΔP pèmèt parapò ak konsepsyon yon sèl pas ak menm kantite tib ak debit. Estimasyon pou koule ajite oswa tranzisyon. Amelyorasyon reyèl depann de ekspozan nimewo Reynolds (anjeneral h ~ v^0.8 pou koule ajite).

Konsiderasyon pratik nan fini sifas yo
Nan anpil aplikasyon pou fini sifas (plating, anodising, marinated) likid la sou bò tib se souvan beny nan pwosesis tèt li, yon solisyon asid oswa alkalin ki gen patikil sispann oswa metal fonn. Gid pratik sa yo aplikab:

Sikilasyon gwo koule nan beny lan pou melanje tank oswa filtraj souvan okazyone konsepsyon sèl-pase. Nan sikonstans sa yo vitès la ka deja ase ak plis pase ta jis ogmante gout presyon an san yon ogmantasyon korespondan nan transfè chalè.

Konsepsyon de pas la se konsepsyon echanjeur chalè PTFE ki pi itilize pou liy plating gwosè modès yo. Transfè chalè a konsiderableman amelyore pandan y ap kenbe presyon gout nan limit ponp santrifujeur regilye yo (nòmalman pèt 1-3 bar).

Kat-pase konsepsyon yo itilize lè zòn transfè chalè ki disponib limite (pa egzanp, yon echanjeur modènize ki dwe anfòm nan espas ki egziste deja) epi ponp lan gen tèt rezèv. Yo itilize tou pou chofe likid gluan tankou asid fosfò konsantre oswa lòt basen pwosesis chimik.

Li mansyone tou ke kantite pi bon pase tib enfliyanse pa layout koki-bò a. Si likid-bò koki a se kondansasyon vapè (ki gen yon koyefisyan transfè chalè ki wo anpil), rezistans tib-bò a domine epi konsepsyon milti-pase yo trè avantaje. Si likid bò koki a se yon dlo refwadisman ki ba koyefisyan, Lè sa a, amelyore bò tib la sèlman pa ka bay yon benefis jeneral sibstansyèl.

Egzanp konsepsyon: Konbyen pas pou w chwazi
Konsidere yon echanjeur chalè PTFE chofaj yon beny nikèl plating soti nan 55 ° C a 60 ° C lè l sèvi avèk vapè sou bò koki. Devwa chalè ki nesesè yo se 100 kW. Ponp sikile a ka sikile yon likid benyen nan 30 m3 / h atravè echanjeur la. Preliminè konsepsyon sèl pas ak 200 tib 6 mm ID rezilta nan yon vitès bò tib nan 0.5 m / s, gout presyon nan 0.3 bar ak yon kalkile total koyefisyan transfè chalè (U) nan 200 W / m2.K. Zòn ki nesesè yo se 12 m².

Konsepsyon 2-pas la (100 tib/pas) double vitès la a 1.0 m/s. Koyefisyan bò tib la ogmante pa prèske 40%, bay yon U nan 260 W/m2K. se zòn ki nesesè yo redwi a 9.2 m2 (pi piti, pi bon mache echanjeur). Pèt presyon an ogmante a apeprè 1.2 bar ki toujou nan kapasite ponp lan. Konsepsyon 2-pas la se sètènman pi bon.

Pou yon konfigirasyon 4-pas (50 tib chak pas), vitès la se 2.0 m / s ak U ogmante a apeprè 300 W / m2.K. Zòn obligatwa 8 m2 Sepandan, gout presyon an vin sou 5 bar, ki ka pi gwo pase tèt ponp lan oswa mennen nan itilizasyon enèji segondè. Faktè ajisteman pou LMTD a se 0.93, ki yon ti jan diminye fòs kondwi aktyèl la. Nan senaryo sa a, konpwomi ideyal la se konsepsyon 2-pas.

Mo final