Í skel-og-rörvarmaskipti er hægt að stilla rörin sem beinar brautir á milli tveggja rörlaga eða beygja þær í U- lögun með báða endana festa í einni rörplötu. Þessi að því er virðist einfaldi rúmfræðilegi munur hefur veruleg áhrif á hitaálagsstjórnun og viðhald. Fyrir PTFE varmaskipta, þar sem hár varmaþenslustuðull fjölliðunnar (CTE) og efnaóvirkleiki eru lykilatriði, hefur valið á milli U-rörs og beins-rörabúnt bein áhrif á langtímaáreiðanleika og nothæfi í yfirborðsfrágangi og efnaferlisumhverfi.
Yfirlit yfir tvær búntstillingar
Beinn-Tube PTFE knippi
Í beinum -rörabúnti liggja einstök PTFE rör í beinum línum frá inntaksrörplötu til úttaksrörplötu á gagnstæða enda hyljarins. Báðir endar hvers rörs eru festir (valsaðir, útbreiddir eða soðnir) í viðkomandi rörplötur. Skelin umlykur slöngurnar og þjónustuvökvinn (hitunar- eða kælimiðill) flæðir á skelhliðina en vinnsluvökvinn flæðir inn í slöngurnar (eða öfugt).
Vegna þess að rörin og skelin eru úr mismunandi efnum (PTFE á móti málmi eða FRP) og starfa við mismunandi hitastig, á sér stað mismunadrif hitauppstreymi. Til að koma í veg fyrir óhóflega álag á slöngurnar, slönguplöturnar eða skelina, þarf beinan -rörabúnt venjulega annað hvort fljótandi höfuð í annan endann eða þenslusamskeyti í skelinni. Þessi aukna flækjustig eykur kostnað og kynnir hugsanlega lekaleiðir.
U-Tube PTFE knippi
Í U-rörabúnti er hvert PTFE rör beygt í U-laga. Báðir endar sama rörsins eru festir í einni rörplötu í öðrum enda skiptisins. Beygjan er staðsett á gagnstæðum enda skelarinnar. Þessi hönnun útilokar þörfina fyrir annað rörplötu, fljótandi höfuð eða þenslusamskeyti. U-laga rörin eru frjáls til að stækka og dragast saman hver fyrir sig þegar hitastig breytist, vegna þess að beygjan virkar sem sveigjanlegur fjaður.
U-rörabúntar eru sérstaklega algengar í PTFE varmaskiptum vegna þess að PTFE er bæði sveigjanlegt og hefur hátt CTE (u.þ.b. 10–20 sinnum meira en stál). Sveigjanleiki efnisins leyfir þéttari U-beygjur en málmar, á meðan hár stækkunarstuðull þess gerir varmaspennulosun nauðsynleg.
Lykilmunur í vélrænni hönnun og rekstri
Ákvörðun milli aU rör vs bein rör PTFE varmaskiptibúnt felur í sér-viðskipti í hitauppstreymi, hreinsun, lekaheilleika og notkunarhæfi.
Thermal Stress Gisting
PTFE hefur línulegan hitastækkunarstuðul sem er um það bil 120–150 × 10⁻⁶ / gráðu (samanborið við um 11 × 10⁻⁶ / gráðu fyrir kolefnisstál). PTFE rör sem er 2 metra langt við 20 gráður stækkar um u.þ.b. 12–15 mm þegar það er hitað í 100 gráður. Í beinum-rörabúnti sem er festur í báða enda myndi þessi þensla skapa þrýstikrafta sem geta spennt PTFE-slöngurnar eða skemmt slönguplötusamskeytin.
U-túpubúnt:U-beygjan gleypir stækkun á náttúrulegan hátt. Þegar túpan hitnar og lengist, opnast beygjan örlítið og fætur U renna í gegnum burðarplötuna (eða túpan sjálf hreyfist aðeins). Ekki er þörf á ytri þenslutengingu. Þessi innbyggða uppbót gerir U-túpubúnt mjög áreiðanlega við hitauppstreymi.
Beint-rörabúnt:Án þenslutengingar eða fljótandi höfuðs myndi PTFE búnt með beinum -rörum bila hratt við hitauppstreymi. Þegar slíkir búntar eru tilgreindir verða þeir að innihalda fljótandi rörplötu (sem leyfir áshreyfingu) eða belg-þenslutengingu á skelinni. Þessir íhlutir bæta við kostnaðar- og viðhaldsáhyggjum.
Í forritum með tíðar hitauppstreymi-eins og lotuferli þar sem baðið er hitað og kælt daglega-er U-túpubúnt mjög ákjósanlegt.
Hreinsun og gróðurstjórnun
Mikilvægasti ókosturinn við U-túpubúntið er vanhæfni til að þrífa vélrænt innan úr U-beygjunni. Ekki er hægt að nálgast innra hluta U-laga rörs með beinum bursta, lansa eða vatnsblástursverkfæri vegna þess að beygjan hindrar leið stífs hreinsibúnaðar.
Beint-rörabúnt:Báðir endar hvers rörs eru aðgengilegir. Vélrænar hreinsunaraðferðir-þar á meðal vírburstun, snúningsrörhreinsiefni, háþrýstivatnsúðun og jafnvel boröxl-er hægt að fara alveg í gegnum rörið. Fyrir þjónustu sem framleiðir harða hreistur, kristallaða útfellingar eða lífræna gróður, er vélræn hreinsun oft eina hagnýta aðferðin.
U-túpubúnt:Hreinsun verður að fara fram með efnafræðilegum hætti. Hreinsilausn er dreift í gegnum rörhliðina til að leysa upp eða losa útfellingar. Fyrir mörg yfirborðsfrágang (td nikkelhúðunarböð þar sem útfellingar eru mjúkar eða leysanlegar) nægir efnahreinsun. Fyrir þjónustu þar sem útfellingar eru harðar eða óleysanlegar (td kalsíumsúlfatbólga úr kælivatni), getur skortur á vélrænni hreinsun orðið til-samnings.
Fyrir þjónustu sem er viðkvæm fyrir gróðursetningu, sérstaklega á slönguhliðinni, býður beinn -rörabúnturinn skýran kost. Hins vegar, ef vinnsluvökvinn er hreinn eða ef útfellingar eru efnafræðilega fjarlægðar, er U-túpuhönnunin áfram lífvænleg.
Lekaleiðir og áreiðanleiki
Hver slöngulaga samskeyti er hugsanlegur lekapunktur. Í beinum-rörabúnti eru tvö slöngublöð, hvert með miklum fjölda röra-til-rörablaðstenginga. Að auki bætir fljótandi höfuð eða þenslumót við þéttingu eða lokuðum liðum.
U-túpubúnt:Aðeins þarf eina túpuplötu. Allir rörendar enda í sama blaðinu, sem dregur úr fjölda hugsanlegra lekapunkta um helming. Lokaður endinn á U (beygjunni) hefur engan samskeyti. Fyrir árásargjarna ætandi þjónustu þar sem jafnvel minniháttar leki er óviðunandi er U-rörhönnunin í eðli sínu áreiðanlegri.
Beint-rörabúnt:Tvö slöngublöð tvöfalda fjölda slönguliða. Fljótandi höfuðið eða þenslumótið kynnir viðbótarþéttingar sem geta bilað með tímanum. Hins vegar, ef túpa í beinum -rörabúnti lekur, er oft hægt að stinga því í (frá báðum endum) án þess að fjarlægja búntinn. Í U-túpubúnti er enn mögulegt að stinga leka slöngu, en aðgangur er takmarkaður við endann á stakri slönguplötu.
Fjarlæging og skipt um búnt
Báðar búntgerðirnar eru venjulega færanlegar úr skelinni til að skoða eða skipta um. Hins vegar er U-túpubúnt yfirleitt styttri (vegna þess að rörin brjótast aftur á sig) og getur verið auðveldara að draga úr skelinni. Beinn -rörabúnt þarf lausu á báðum endum skeljunnar til að draga rörabúntinn til baka, sem eykur heildarfótspor skiptibúnaðarins.
Fyrir PTFE skiptara er þyngd búntsins lítil samanborið við málmbúnt, þannig að flutningur á flutningi er sjaldan takmarkandi þáttur.
Samanburðartafla: U-Tube vs. Straight-Tube PTFE Bundle
| Eiginleiki | U-Túbu búnt | Beinn-túpupakki |
|---|---|---|
| Thermal Expansion Gisting | Inherent – U-beygja virkar sem sveigjanlegur fjaður; engin þörf á þenslumóti | Krefst fljótandi höfuðs eða skeljarþenslusamskeytis til að koma í veg fyrir að slönguna beygist |
| Fjöldi slöngublaða | Einn | Tveir |
| Fjöldi slöngu-til-slöngulaga | Færri (endar báðar á sama blaði) | Tvöfalt fleiri (einn á hvern rörenda) |
| Vélrænni hreinsun (rör hlið) | Ekki mögulegt – U-beygja blokkir stíf hreinsiverkfæri | Fullkomlega aðgengileg frá báðum endum; burstun og vatnsblástur möguleg |
| Efnafræðileg hreinsun | Gott - dreifing hreinsilausnar er áhrifarík | Gott – styður einnig blóðrásarþrif |
| Möguleiki á lekaleiðum | Neðri – ein slönguplötu, engin fljótandi höfuðþéttingar | Hærri – tvö slöngublöð auk þenslusamskeyti eða flothausaþéttingar |
| Gróðurþol | Lítið til í meðallagi – aðeins kemísk hreinsun í boði | Há - vélræn hreinsun getur fjarlægt harðar útfellingar |
| Lengd til að fjarlægja búnt | Styttri (brotin stilling) | Lengri (fullri lengd á báðum endum) |
| Dæmigert rörbeygjuradíus | Lágmark 3–5× rör OD (PTFE leyfir þéttara en málmur) | Á ekki við |
| Kostnaður (fyrir sama hitaflutningssvæði) | Almennt lægri - einfaldari smíði, færri hlutar | Hærri – viðbótaríhlutir og fleiri samskeyti |
Hagnýt notkun í yfirborðsfrágangi og efnavinnslu
Hvenær á að velja U-Tube PTFE búnt
U-rörabúnt er sjálfgefið val fyrir marga PTFE varmaskipta í yfirborðsfrágangi, sérstaklega þegar:
Vinnsluvökvinn er hreinn eða óhreinn er mildur og efnafræðilega fjarlægður (td þynntar sýrur, basísk hreinsiefni, málunarlausnir án fastra agna).
Tíð hitauppstreymi á sér stað (td lotuhitun og kæling).
Óskað er eftir smávægu skiptaspori.
Það er forgangsverkefni að lágmarka lekaleiðir, svo sem í árásargjarnri sýruþjónustu (td saltsýra eða brennisteinssýru við hærra hitastig).
Slönguvökvinn er ætandi vinnsluvökvinn og skelhliðin er hreinn þjónustuvökvi (td gufa eða heitt vatn).
Dæmigert notkun: Anodizing baðhitarar/kælarar, rafmagnslausar nikkelhúðunarlínur (með reglubundinni efnahreinsun) og ætandi efnakljúfar.
Hvenær á að velja beinan-Tube PTFE búnt
Beinn-rörabúnt er valinn þegar vélræn hreinsun er nauðsynleg. Þetta felur í sér:
Aðferð sem framleiðir harðan kalkstein (td kalsíumkarbónat úr kælivatni eða hörð krómhúðunarböð þar sem krómsýra sest út).
Þjónusta þar sem vökvinn á slöngunni inniheldur sviflausn eða hefur tilhneigingu til að kristallast við kælingu.
Skiptir sem ekki er hægt að taka utan nets í langvarandi efnahreinsunarlotur; vélrænni hreinsun er hægt að framkvæma fljótt við vaktskipti.
Aðstæður þar sem stinga einstakra röra frá báðum endum er nauðsynleg viðhaldsstefna.
Dæmigert notkun: Hitaendurheimtur frá kæliturnum (kölunarmöguleiki), upphitun með óblandaðri saltvatni og sum úrgangsmeðferðarferli.
Sérstök atriði fyrir PTFE efni
Lítill mýktarstuðull (mýkt) og mikill sveigjanleiki PTFE gerir það sérstaklega hentugur fyrir U-rörsmíði. Ólíkt U- málmrörabúntum, sem krefjast lágmarks beygjuradíus sem er 3–5× rörþvermál til að koma í veg fyrir að verk harðni eða sprungur, er hægt að beygja PTFE niður í geisla allt að 2–3× rörþvermál án skemmda. Þetta gerir kleift að pakka fleiri rörum í tiltekið þvermál skeljar.
Hins vegar þýðir sami sveigjanleiki að PTFE bein rör verður að vera vandlega studd til að koma í veg fyrir lafandi eða titring. Bein-rör PTFE búnt þurfa oft millistoðplötur (bafflar) með minna millibili en málmrör.
Það er líka athyglisvert að PTFE rör eru næm fyrir skrið undir viðvarandi vélrænni streitu. U-túpuhönnunin, sem forðast fastar skorður í báðum endum, dregur úr skrið-tengdum slökunarvandamálum samanborið við beina-rörhönnun með fljótandi haus.
Niðurstaða
Valið á milli U-rörs og beins-röra PTFE varmaskipta búnts snýst um tvö andstæð forgangsatriði: hitauppstreymi og hreinsun. U-rörabúnturinn bætir í eðli sínu upp fyrir háan varmaþenslustuðul PTFE án þess að þurfa þenslusamskeyti, en býður upp á einfaldari byggingu og færri lekapunkta. Beinn -rörabúnturinn veitir fullan vélrænan aðgang að innréttingum röranna, sem gerir það að einu vali fyrir gróðursetningar þar sem fjarlægja þarf harðar útfellingar með burstun eða vatnsblástur.
Fyrir flestar yfirborðsfráganga þar sem efnahreinsun er nægjanleg og hitauppstreymi er algengt, er U-túpubúnt ákjósanlegasta, -hagkvæma lausnin. Fyrir varmaskipti sem meðhöndla kalkvökva eða þar sem framleiðsluáætlanir krefjast hraðrar vélrænnar hreinsunar er beinn-rörabúnturinn-þrátt fyrir aukinn flókið-betri kosturinn. Væntanleg tilhneiging til gróðursetningar og tíðni hitauppstreymis ætti að leiða val á búntum og tryggja að PTFE-varmaskiptir skili áreiðanlegri þjónustu sem hægt er að viðhalda á endingartíma sínum.
