Áskorunin um álagsálag
Vökvar sem ekki eru-Newtons með flæðispennu-borleðju, fjölliðulausnir, matvælamassa og ákveðin lyfjalausn-hegða sér eins og fast efni þar til mikilvægt skurðálag er beitt. Aðeins þegar staðbundið klippiálag fer yfir flæðispennu flæðir vökvinn. Í upphituðum tanki má hita vökvann sem liggur að varmaskiptarörunum nægilega til að lækka seigju hans, en ef varmauppstreymiskraftar eru undir flæðispennu hækkar hiti vökvinn ekki. Það er staðnað í kringum rörin. Hitaflutningur hrynur frá varma til leiðslu.
Hefðbundin varmaskiptahönnun, þróuð fyrir Newtons vökva þar sem náttúruleg varning tryggir stöðuga vökvahreyfingu, skilar illa álagi í streituvökva-. Slöngubilið og rúmfræði búntsins verða að vera sérstaklega hönnuð til að skapa skurðspennu sem fer yfir flæðispennu í öllu vökvarúmmálinu, sem tryggir stöðuga hringrás og jafna upphitun.
PTFE varmaskiptir með sérsniðnum hólfabúnt rúmfræði tekur á þessu með því að einbeita hitayfirborði á svæðum þar sem náttúrulegt flot er sterkast og með því að útvega flæðisrásir sem stýra vökvahringrásinni.
Hönnunarreglur rúmfræðinnar
Slöngubúntinu er komið fyrir til að búa til skipulögð konvection mynstur. Í stað þess að vera einsleitt rist eru rörin flokkuð í lóðréttar dálka með breiðara bili á milli dálka en innan dálka. Súlurnar virka sem upphitaðir reykháfar. Vökvi í súlunum er hituð, seigja hans lækkar og flot skapar flæði upp á við. Breiðari eyður á milli súlna veita afturflæðisleiðir fyrir kælir vökva sem fer niður frá efri svæðum tanksins.
Slöngubilið innan hverrar súlu er stillt til að framleiða skurðspennu í vökvanum á milli aðliggjandi röra sem fer yfir flæðispennu við vinnuhitastig. Skurálagið er reiknað út frá flotkrafti á upphitaða vökvahlutanum og yfirborði rörsins. Ef útreiknuð skurðspenna er undir flæðispennu minnkar rörabilið til að auka skurðhraðann.
Neðst á búntinu, þar sem vökvinn er kaldastur og flæðispennan er mest, eru rörin þéttari. Hærri þéttleiki rörsins eykur staðbundinn hitunarhraða og flotkraftinn, hjálpar til við að sigrast á álagsálagi og koma af stað hringrás. Efst á búntinu, þar sem vökvinn er heitari og flæðispennan er lægri, getur rörabilið verið breiðara.
| Bundle Geometry Parameter | Newtonsk vökvahönnun | Afrakstur-Streituvökvahönnun |
|---|---|---|
| Rör fyrirkomulag | Samræmt rist | Lóðréttir dálkar með breiðari-dálkabili |
| Rúpubil innan-dálka | 2,0-2,5 × OD | 1,5-2,0 × OD (þéttari fyrir meiri klippingu) |
| Milli-dálkabil | Sama og innan-dálks | 3,0-5,0 × OD (endurkomuflæðisrásir) |
| Slönguþéttleiki botnsvæðis | Uniform | 20-30% hærri en samræmdu |
| Efsta svæði rörþéttleiki | Uniform | 20-30% lægri en samræmdu |
| Súluhæð | Tankdýpt | Tankdýpt (full dýpt) |
| Fjöldi dálka | Á ekki við (net mynstur) | 3-8 (fer eftir þvermál tanks) |
| Stuðningsplötuhönnun | Samræmt gatamynstur | Ósamhverfar; passar við dálkauppsetningu |
Upphitun-stefnunnar
Afkasta-álagsvökvar eru upphafs-áskorun: allt innihald tanksins getur verið undir álagsálagi og engin blóðrás á sér stað þegar hitun hefst. PTFE varmaskiptahönnunin felur í sér upphitunarstefnu-. Gufuþrýstingurinn er upphaflega takmarkaður til að framleiða hóflegan rörveggshita sem hitar vökvann staðbundið án þess að valda varma niðurbroti. Staðbundin hitun dregur smám saman úr flæðispennu í vökvanum sem umlykur rörin.
Þegar nægilegt rúmmál af vökva í kringum rörin hefur verið hitað upp fyrir flæðispennuskiptin, hefst hringrás. Hringrásin stækkar upphitaða svæðið smám saman þar til allt innihald tanksins er í hringrás. Þá er hægt að auka gufuþrýstinginn í eðlilegt vinnslustig. Ferlið er hliðstætt því að þíða fasta-staðbundna bráðnun sem fylgt er eftir með stigvaxandi stækkun bráðna svæðisins þar til convection er komið á.
PTFE kosturinn fyrir streituvökva-
Lítil yfirborðsorka PTFE veitir sérstakan kost fyrir streituvökva-. Þessir vökvar festast oft mjög við málmflöt og mynda stöðnun sem þolir blóðrásina. Ó- PTFE yfirborðið dregur úr viðloðun, gerir upphitaða vökvanum kleift að losa sig frá yfirborði slöngunnar og rísa við lægri flotkraft en þyrfti á málmfleti. Hringrás hefst fyrr og stöðnuðu svæði er útrýmt á skilvirkari hátt.
Samantekt
Sérsniðin rúmfræði PTFE varmaskiptarörabúnts fyrir ekki-Newtons vökva með flæðispennu notar lóðrétta dálka með þéttu milli-súlubili til að mynda klippingu sem fer yfir flæðispennu, og breitt milli-dálkabil fyrir afturflæði. Hærri rörþéttleiki við botn búntsins sigrar hærra flæðispennu kælirvökva. Stýrð ræsingarstefna- kemur smám saman af stað dreifingu. Lítil yfirborðsorka PTFE hjálpar til við að losna vökva frá yfirborði slöngunnar, sem stuðlar að því að söfnun hefst fyrr.
Verkfræðiaðstoð við hönnun-streituvökvavarmaskipta er fáanlegur við framlagningu vökvaupplýsinga (afrakstursálag á móti hitastigi, seigju á móti skurðhraða), stærð tanks, rekstrarhitasvið og hitunarskyldu.
