The tube Length Trade-Slökkt
Lengri rör í PTFE varmaskipti með einum -gangi veita meira yfirborðsflatarmál á hverja slöngu, sem dregur úr fjölda röra sem þarf og einfaldar hönnun haussins. En lengri rör auka einnig gufuþrýstingsfallið frá inntak til úttaks. Þrýstingurinn við þéttienda rörsins er lægri en við gufuinntakið. Þar sem mettunarhitastig gufu minnkar með þrýstingi minnkar áhrifaríkur hitadrifkraftur fyrir varmaflutning eftir lengd rörsins.
Sambandið milli lengdar rörs og þrýstingsfalls ákvarðar hagnýta hámarkslengd fyrir einnar -passahönnun. Umfram þessa lengd dregur tap á mettunarhitastigi við úttaksendana úr hitaflutningi í niðurstreymishluta rörsins að óviðunandi stigi.
Útreikningur á þrýstingsfalli
Gufuþrýstingsfallið í beinu PTFE röri er reiknað út frá Darcy-Weisbach jöfnunni: ΔP=f × (L/D) × (ρ × v² / 2), þar sem f er Darcy núningsstuðullinn, L er lengd rörsins, D er innra þvermál rörsins, ρ er þéttleiki, og vökvaþéttleiki.
Fyrir gufuflæði í sléttum PTFE rörum fer núningsstuðullinn eftir Reynolds tölunni. Við dæmigerða gufuhraða á bilinu 5-20 m/s í 6-10 mm innbyggðum slöngum er Reynolds talan 5.000-50.000 - í ókyrrð. Núningsstuðull fyrir slétt rör er um það bil 0,02-0,03.
Þegar gufa þéttist meðfram rörinu minnkar gufuhraðinn. Þrýstifallið er ekki línulegt miðað við lengd-andstreymishlutans, með meiri hraða, hefur hærra þrýstingsfall á metra en niðurstreymishlutinn.
| Lengd rörs (m) | Inntaksþrýstingur (barg) | Úttaksþrýstingur (barg) | Þrýstifall (bar) | Úttaksmettunarhiti (gráður) | LMTD tap (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1.0 | 3.0 | 2.96 | 0.04 | 142.5 | 0.5 |
| 2.0 | 3.0 | 2.91 | 0.09 | 141.8 | 1.2 |
| 3.0 | 3.0 | 2.85 | 0.15 | 140.8 | 2.2 |
| 5.0 | 3.0 | 2.70 | 0.30 | 138.5 | 4.8 |
| 8.0 | 3.0 | 2.45 | 0.55 | 135.0 | 9.5 |
Reiknað fyrir 10mm OD × 8mm ID PTFE rör, gufumassaflæði 1,5 kg/klst. á rör, inntaksþrýstingur 3 barg.
Virkur hitamunur
Lækkun á mettunarhitastigi meðfram rörinu dregur úr staðbundnu LMTD við úttaksenda. Ef vinnsluvökvinn er við 60 gráður er LMTD við inntak rörsins (143 gráður gufa) um það bil 83 gráður. Við úttak slöngunnar með 0,15 bör þrýstingsfalli (2,0m rör) er gufuhitinn 140,8 gráður og LMTD er um það bil 80,8 gráður -sem er 2,6% lækkun.
Meðaltal LMTD yfir rörlengdina er notað fyrir hitaflutningsútreikninga. Fyrir 2,0m rör er meðaltal LMTD um það bil 82 gráður. Fyrir 5,0m rör með 0,30 bör þrýstingsfalli, lækkar meðaltal LMTD í um það bil 79 gráður -sem er 5% lækkun frá 2,0m tilfelli.
Tap á LMTD þýðir að lengri rör skilar minni hitaflutningi á hverja lengdareiningu en styttri rör. Heildarvarmaflutningur eykst með lengd, en með minnkandi ávöxtun.
Hagnýt hámarkslengd rör
Hagnýt hámarks rörlengd fyrir einn-pass PTFE varmaskipti er um það bil 3-4 metrar. Umfram þessa lengd vegur þrýstingsfallsrefsing-bæði tap á LMTD og aukinn bakþrýstingur á gufugildruna upp á móti viðbótaryfirborðinu. Fyrir forrit sem krefjast meira yfirborðs, eru mörg styttri rör samhliða valin fram yfir færri lengri rör.
Fyrir lóðrétta hönnun með einni -gang, þar sem þéttivatn rennur af þyngdaraflinu og gufu-þéttiflæðið er samstraumur niður á við, geta rörlengdir allt að 5 metrar verið ásættanlegir vegna þess að þyngdaraflið hjálpar frárennsli og dregur úr þéttivatnstengdum þrýstingsfallshluta.
Samantekt
Gufuþrýstingsfallið í PTFE varmaskiptaröri með einum-gangi eykst með lengd rörsins, sem dregur úr mettunarhitastigi við úttakið og virkan LMTD. Hagnýt hámarks rörlengd er 3-4 metrar fyrir lárétt rör og allt að 5 metrar fyrir lóðrétt samstraumshönnun. Umfram þessar lengdir, minnkandi hitaflutningsskil og aukinn bakþrýstingur á þéttikerfi styður margar styttri rör samhliða.
Verkfræðiaðstoð fyrir PTFE varmaskipta rörlengd fínstillingu er fáanleg þegar gufuþrýstingur, hitaskylda, rörmál og hitastig vinnsluvökva er skilað inn.
