Úrgangsstraumur frá pappírsverksmiðju eða textílverksmiðju er fylltur með löngum, seigum, þráðum trefjum. Að fara með þetta í gegnum venjulegan PTFE varmaskipti með mjóum, 6 mm rörum er uppskrift að hröðum, fullkomnum og pirrandi stinga. Trefjarnar munu brúa yfir rörinnganginn og mynda flækjamottu og hitaflutningurinn mun hrynja. Hönnun skiptistöðvarinnar verður að byrja með einfaldri en mikilvægri ákvörðun: rörið verður að vera nógu stórt til að vað af versta trefjum geti farið beint í gegnum án þess að grípa. Að velja réttarörþvermál trefjalausnar PTFE skiptier fyrsta og mikilvægasta skrefið í átt að áreiðanlegu, viðhaldshæfu kæli- eða hitakerfi.
Hönnunarrökfræðin: Viðskiptahitaskilvirkni fyrir flæðistryggingu
Hvers vegna lítil þvermál eru venjulega valin
Helsti hitauppstreymi kostur PTFE rörs er stórt yfirborðsflatarmál og rúmmálshlutfall, sem næst best með litlum þvermáli. Þröng rör (td 4–6 mm innra þvermál) pakka meira varmaflutningssvæði inn í tiltekið rúmmál skeljar, draga úr efniskostnaði og stuðla að ókyrrð flæði við lægri hraða. Fyrir hreina vökva er þetta besta hönnunin. Hins vegar, fyrir trefjalausn, skipta þessi hitauppstreymi ekki máli ef slöngurnar eru stíflaðar. Stengt rör flytur engan hita.
Grundvallarreglan: Þvermál rörs verður að fara yfir trefjalengd
The engineer must choose a tube with a minimum inner diameter that is significantly larger than the maximum length of the fibres present in the slurry. A common safe starting point is a 10 mm or 12 mm inner diameter (ID) tube. For extremely long fibres (e.g., >10 mm), þvermál 15–20 mm gæti þurft. Þetta þýðir óhjákvæmilega að fyrir sömu hitauppstreymi verður skiptarinn stærri og hefur lægri hraða við skeljarhliðina, sem gæti þurft fleiri skífur eða hærra heildarflæði. Viðskiptin eru skýr val: Nokkuð stærri, minna varma duglegur skiptari sem virkar í raun, á móti fyrirferðarlítinn, varma duglegur einn sem er stöðugt tengdur.
Breiður, opinn þjóðvegur fyrir trefjaklumpana er eina leiðin til að halda hitanum streymandi; þröngur, snúinn stígur verður einfaldlega að stífluðu, ónýtu röri. Sí eða skjár andstreymis er enn nauðsynleg til að fjarlægja stærsta ruslið, en rörið sjálft verður að geta farið í gegnum allar trefjar sem komast í gegnum.
Tæknilegar forsendur fyrir áreiðanlegan rekstur
Viðhalda rör-hliðarhraða
Hraða hliðar slöngunnar verður einnig að halda nógu háum-venjulega yfir 2 m/s-til að koma í veg fyrir að trefjarnar setjist eða festist við rörvegginn. Við lægri hraða veldur þyngdarafl þess að trefjaefni setjast neðst á láréttum slöngum og byggja smám saman upp rúm sem takmarkar flæði. Hærri hraði (allt að 3–4 m/s, háð takmörkunum á þrýstingsfalli) halda trefjunum í sviflausn og hjálpa til við að skola tímabundnum uppsöfnun í gegnum skiptibúnaðinn. Þessi hraðakrafa hefur enn frekar áhrif á val á þvermál rörs: stærri rör þurfa meiri rúmmálsflæði til að ná sama hraða, sem getur aukið dæluaflið.
Skipulag slöngunnar og hliðar skeljar
Fyrir trefjalausn á slönguhliðinni er hönnun skeljahliðar minna mikilvæg til að stinga, en aðgangur til að þrífa er samt mikilvægur. Ferhyrnt rör er valið fram yfir þríhyrningslaga halla vegna þess að það veitir beinar, óhindraðar brautir á milli rörraða, sem gerir vélrænni hreinsun á skelhliðinni kleift ef gróður verður. Hins vegar er þvermál rörsins aðal vörnin gegn stíflu. Jafnvel með ákjósanlegu skipulagi, ef slönguholan er of lítil, getur ekkert magn af slöngu- eða hreinsunaraðgangi komið í veg fyrir stíflun slöngunnar.
Viðbótarhönnunareiginleikar
Rúmfræði rörainngangs: Inntak með sléttum radíus eða blossandi dregur úr hættu á að trefjar festist á beittum brúnum. Slöngur ættu að vera settar í sléttan andlit slöngublaðsins, án útstæðra varir.
Lengd rörs: Styttri rör (td 1–2 m) er auðveldara að stinga út ef stíflun verður. Mjög langar rör (yfir 3 m) gera vélræna þrif óhagkvæma.
Afturkræfni: Skiptinn ætti að vera hannaður til að snúa við flæði (þ.e. geta starfað í hvora áttina sem er) þannig að hægt sé að losa um tímabundnar stíflur með bakskolun.
Hagnýtar leiðbeiningar um val
| Hámarks trefjalengd | Mælt er með lágmarks auðkenni slöngu | Dæmigert forrit |
|---|---|---|
| < 3 mm | 6–8 mm | Fínt pappírsdeig, textíláferð |
| 3–6 mm | 10 mm | Hefðbundin pappírsmylla hvítvatn, líffræðileg seyra |
| 6–10 mm | 12–15 mm | Gróft kvoða, rifinn úrgangur, smá matvælaþurrkur |
| >10 mm | 15–20 mm eða sérsniðin | Rútainnihald, langir gerviþræðir |
Þessi gildi gera ráð fyrir þynntri slurry (<5% fibres by weight). For higher concentrations, larger diameters and lower velocities are required to avoid bridging.
Óumflýjanleg viðskipti: Stærð vs stíflu
Að velja stærri rörþvermál hefur bein áhrif á skiptistærð og kostnað. Fyrir sömu hitauppstreymi þarf 12 mm innrennslisrör um það bil 44% fleiri rör (eða lengri rör) en 10 mm innbyggðar rör til að ná sama yfirborði, vegna þess að yfirborðsflatarmál á lengdareiningu er í réttu hlutfalli við þvermál. Þvermál skeljar verður að aukast í samræmi við það og hækkar efnis- og framleiðslukostnað. Hins vegar er kostnaður við tíða niður í miðbæ til að þrífa tengt skiptiskipti nánast alltaf hærri en upphafsfjármagnsálagið fyrir stærri hönnun sem hægt er að taka úr sambandi. Í baráttunni við föst efni er mikilvægasta hönnunarbreytan oft stærð holunnar.
Niðurstaða: Að vinna stríðið gegn stækkun
Að meðhöndla trefjalausn í PTFE skipti er stríð gegn stíflu, unnið með einföldu, djörfu vali á röri með stórum holum. Lágmarks innra þvermál sem er 10 mm eða meira, ásamt fullnægjandi hraða pípuhliðar (yfir 2 m/s) og spennu uppstreymis, tryggir að trefjar flæði í gegnum frekar en að brúa yfir inntak rör. Þó að þetta val fórni nokkurri skilvirkni varmaflutnings og eykur stærð skipta, skilar það áreiðanlegri, viðhaldshæfri og langlífri varmaflutningslausn. Í baráttunni við föst efni er mikilvægasta hönnunarbreytan oft stærð holunnar.
