Flæðisstillingarvalið
PTFE skel-og-rörvarmaskipti í þvingaðri hringrásarlykkju er hægt að raða í mót-flæði (vinnsluvökva og gufuflæði í gagnstæðar áttir) eða samhliða-flæði (bæði flæði í sömu átt). Stillingin hefur áhrif á logaritmískan meðalhitamun, hitastigið meðfram skiptilinum og hámarks hitastig rörveggsins.
Í flestum upphitunarforritum er mótstreymi-valið vegna þess að það veitir hærra LMTD fyrir sama inntaks- og úttakshitastig. Vinnsluvökvinn fer út við hitastig sem nálgast hitastig gufuinntaksins, sem hámarkar varmaendurheimtuna. Hins vegar hefur samhliða-flæði kosti þegar þörf er á að takmarka hámarks hitastig rörveggsins-heitasti vinnsluvökvinn snertir heitustu gufuna í sama enda, þannig að vegghitinn er jafnari eftir lengd rörsins.
Fyrir PTFE skipta, þar sem hámarksvegghiti er áhyggjuefni fyrir líftíma skriðs, felur valið á milli -mótstreymis og samhliða-flæðis -skipti á milli hitauppstreymis og vélræns langlífis.
LMTD samanburðurinn
LMTD fyrir mót-flæði er: LMTD_cf=(ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1/ΔT2), þar sem ΔT1 er hitamunur á öðrum endanum (gufuinntak - ferliúttak) og ΔT2 er munurinn á úttakinu á hinum endanum {{10}).
Fyrir samhliða-flæði: LMTD_pf=(ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1/ΔT2), þar sem ΔT1 er mismunurinn við inntaksenda (gufuinntak - ferliinntak) og ΔT2 er munurinn við úttaksenda -úttaksferlis -).
Fyrir vinnsluvökva sem hitaður er úr 20 gráður í 60 gráður með því að nota 3 barg mettaða gufu við 143 gráður, er LMTD fyrir mótflæði- um það bil 101 gráðu. Fyrir samhliða-flæði er það um það bil 96 gráður. 5% mismunurinn þýðir að gegn-rennslisskipti þarf 5% minna yfirborðsflatarmál fyrir sömu skyldu-hóflegan en raunverulegan kost.
| Parameter | Counter-Flæði | Samhliða-flæði |
|---|---|---|
| Aðgangshitastig ferlisins | 20 gráður | 20 gráður |
| Vinnsluhitastig úttaks | 60 gráður | 60 gráður |
| Gufuhitastig (fast) | 143 gráður | 143 gráður |
| LMTD | 101 gráðu | 96 gráður |
| Hlutfallslegt yfirborð fyrir sömu skyldu | 0,95 (minni) | 1.00 (grunnlína) |
| Hámarks hitastig rörveggs | 143 gráður við vinnsluúttaksenda | 143 gráður við vinnsluinntaksenda |
| Einsleitni vegghitastigs | Mismunandi eftir rörinu | Samræmdari |
Vegghitastigið fyrir PTFE
Í -mótstreymisskipti er rörveggurinn heitastur við úttaksenda vinnslunnar, þar sem 143 gráðu gufan snertir 60 gráðu vinnsluvökvann. Staðbundinn vegghiti nálgast 140 gráður, sem eykur skrið á miklum hraða í þeim hluta rörsins.
Í samhliða-rennslisskipti snertir 143 gráðu gufan 20 gráðu innkomandi vinnsluvökva í inntaksendanum. Mikill hitamunur knýr mikið hitaflæði, en vegghitinn er í raun lægri en í gegn-flæðisfallinu vegna þess að kaldi vinnsluvökvinn kælir rörvegginn á skilvirkari hátt. Vegghitastigið er jafnara meðfram rörlengdinni-bæði gufan og vinnsluvökvinn kólna saman þegar þeir ferðast í gegnum skiptann.
Fyrir PTFE rör sem starfa nálægt hitastigi þeirra getur samhliða-rennsli veitt hóflega lækkun á hámarks vegghita og lengt líftíma skriðsins. Ávinningurinn er lítill fyrir flest forrit-5-10 gráðu lækkun vegghita – en fyrir skiptara sem starfa við efri enda PTFE hitastigssviðsins (yfir 150 gráður) getur lækkunin verið umtalsverð fyrir endingartíma.
Tilmælin
Fyrir flest PTFE-varmaskiptaforrit er mótstreymi-mælt uppsetning. 5% yfirborðsforskot dregur úr stærð skiptis og kostnað. Vegghitamunurinn á milli stillinganna tveggja er lítill við dæmigerð notkunshitastig (undir 150 gráður).
Fyrir notkun með gufuhita yfir 150 gráður, þar sem skriðlíf er aðal hönnunarþvingun, ætti að íhuga samhliða-flæði. Jafnari vegghitastigið dregur úr hámarkshraða skriðs á heitasta hluta rörsins, sem lengir heildarlíftímann. Hófleg aukning á nauðsynlegu yfirborðsflatarmáli er réttlætt með lengri tíma á milli slönguskipta.
Samantekt
Mótstreymisstilling gefur 5% hærra LMTD og krefst minna yfirborðsflatarmáls en samhliða-flæði fyrir sömu hitunarskyldu. Það er ákjósanlegur kostur fyrir flestar PTFE varmaskiptar. Samhliða-rennsli býður upp á litla lækkun á hámarks hitastigi rörveggsins sem getur lengt skriðlífið fyrir skiptara sem starfa yfir 150 gráðu gufuhita. Valið jafnvægir hitauppstreymi á móti vélrænni langlífi.
Verkfræðiaðstoð fyrir flæðisstillingar fyrir PTFE varmaskipti er fáanlegur þegar framlagningu vinnsluvökvahita, gufuþrýstings og nauðsynlegs endingartíma er lögð fram.
