Ķīmiskajā rūpnīcā esošajam traukam ir jāpalielina dzesēšanas jauda, taču pieejamā telpa ir fiksēts, īss un plats cilindrisks apvalks. Parasto garo-cauruļu PTFE siltummaiņa komplektu nevar ievietot. Tāpēc termiskā noslodze ir jāsaspiež ierobežotā ģeometrijā, līdzīgi kā liela dzinēja ievietošanai kompaktā šasijā, nemainot ārējo apvalku.
Caurules garuma ierobežojumi modernizējamā PTFE apmaiņas projektēšanā
In acaurules garums PTFE siltummaiņa esošā tvertnes modernizācija, galvenais dizaina ierobežojums ir ģeometrisks, nevis termisks. Pieejamais trauks nosaka maksimālo caurules garumu, ko nevar pārsniegt, kas tieši ierobežo siltuma pārneses laukumu vienā caurulē.
Tā kā kopējais siltuma patēriņš ir proporcionāls siltuma pārneses laukumam, un platība ir funkcija no:
Caurules ārējās virsmas laukums
Caurules garums
Cauruļu skaits
caurules garuma samazināšanās jākompensē ar stobriņu skaita palielināšanos.
Cauruļu skaita palielināšana un apvalka diametra maiņa-atslēgta
Ja caurules garums ir ierobežots, siltuma veiktspēja tiek uzturēta, palielinot cauruļu skaitu saišķī. Šī dizaina pieeja rada dabiskas sekas: korpusa diametram ir jāpalielinās, lai pielāgotos lielākam caurules blīvumam.
Iegūto konfigurāciju raksturo:
Īsāks caurules garums
Lielāks apvalka diametrs
Lielāks cauruļu skaits saišķa šķērsgriezumā-
Dizains tiek pietupiens uz leju un palielinās, mainot aksiālo garumu pret radiālo blīvējuma blīvumu.
Lai gan lielāks korpusa diametrs palielina materiālu izmaksas, to bieži kompensē daudz lielāki izdevumi, kas saistīti ar:
Kuģa modifikācija
Siltummaiņa ārējā pārvietošana
Procesa cauruļvadu maršrutēšanas maiņa
Modernizācijas scenārijos siltummaiņa pārprojektēšana parasti ir visekonomiskākais ceļš.
Plūsmas optimizācija ar vairākām caurulēm
Īsākas caurules samazina spiediena kritumu caurulē{0}}pusē. Tas nodrošina dizaina elastību, lai palielinātu cauruļu skaitu, parasti no 1–2 līdz 4 vai vairāk.
Pielaižu skaita palielināšana palīdz saglabāt:
Atbilstošs caurules -sānu ātrums
Uzlabota turbulence un siltuma pārneses koeficients
Samazināts laminārās plūsmas degradācijas risks
Tomēr caurlaides sadale ir rūpīgi jāsabalansē, lai izvairītos no pārmērīgas nepareizas izplatīšanas.
U-Tube Bundle kā telpiskās optimizācijas stratēģija
AU-caurules konfigurācija nodrošina papildu risinājumu instalācijām ar ierobežotu vietu-. Šādā izkārtojumā katra caurule ir saliekta atpakaļ uz sevi, ļaujot abus galus nostiprināt vienā caurules loksnē.
Priekšrocības ietver:
Palielināts siltuma pārneses virsmas laukums samazinātā aksiālajā garumā
Termiskās izplešanās uzņemšana bez papildu izplešanās šuvēm
Nepieciešamā korpusa garuma samazinājums tam pašam darbam
Par acaurules garums PTFE siltummaiņa esošā tvertnes modernizācija, U-caurules dizains var ievērojami palielināt efektīvo siltuma pārneses laukumu ierobežotā vietā.
Tomēr ir jāievēro mehāniskie ierobežojumi:
Jāsaglabā minimālais lieces rādiuss, lai izvairītos no PTFE deformācijas vai saliekuma
Termiskās cikla laikā caurules spriegumam jāpaliek pieļaujamajās robežās
Ražošanas pielaidēm ir jānodrošina vienmērīgs plūsmas sadalījums abās U-caurules malās
Uzstādīšanas un apkopes ierobežojumi
Pat tad, ja ir sasniegta siltuma veiktspēja, mehāniskā pieejamība joprojām ir noteicošais faktors. Palielinātajam korpusa diametram joprojām jāatbilst:
Ierobežojumi iebraukšanai kuģa mantēlā
Celtņa celšanas un ievietošanas ierobežojumi
Nākotnes saišķa noņemšanas klīrensa prasības
Šo ierobežojumu neievērošana var izraisīt termiski pareizu, bet mehāniski nederīgu dizainu.
Dizaina līdzsvars modernizēšanas lietojumos
PTFE siltummaiņa modernizācijas dizains pēc būtības ir vairāku{0}}mainīgo optimizācijas problēma, kas ietver:
Caurules garuma ierobežojumi, ko nosaka kuģa ģeometrija
Nepieciešamais siltuma pārneses pienākums
Spiediena krituma ierobežojumi
Mehāniskās uzstādīšanas iespējamība
Termiskās projektēšanas programmatūra parasti tiek izmantota, lai atkārtotu šos ierobežojumus, līdz tiek identificēta iespējama konfigurācija.
Secinājums
Caurules garuma izvēle PTFE siltummaiņam esošajā tvertnē ir klasisks modernizācijas termoiepakošanas izaicinājums. Ja aksiālā telpa ir ierobežota, siltuma pārneses laukums tiek saglabāts, palielinot cauruļu skaitu, paplašinot apvalka diametru un pēc izvēles ieviešot U-caurules konfigurāciju.
Rezultāts ir īsāks, resnāks un dažreiz salocīts siltummainis, kas maksimāli palielina siltuma veiktspēju stingros ģeometriskās robežās.
Pielāgotu-PTFE siltummaini var pielāgot gandrīz jebkuram instalācijas veidam, ja termiskie, hidrauliskie un mehāniskie ierobežojumi ir līdzsvaroti kā vienota dizaina problēma.
