Daħħal tejp mibrum ġewwa tubu PTFE joħloq fluss li jdawwar li jtejjeb it-trasferiment tas-sħana. L-issikkar tat-tidwir-espress bħala l-proporzjon tal-pitch-jikkontrolla direttament l-intensità ta' dan it-tidwir u l-kompromess tal-prestazzjoni li tirriżulta-off.
Fehim tal-Proporzjon taż-Żift f'Inserzjonijiet tat-Tejp Mibrum
Il-proporzjon tal-pitch huwa definit bħala l-proporzjon tat-tul meħtieġ għal dawra waħda sħiħa ta' 360 grad (it-tul tal-pitch) mal-wisa' tat-tejp. Pereżempju, tejp li jdawwar kompletament darba fuq distanza ugwali għall-wisa 'tagħha stess għandu proporzjon ta' żift ta '1. Tejp li jdawwar kompletament fuq distanza ħames darbiet il-wisa' tiegħu għandu proporzjon ta 'pitch ta' 5. Proporzjon ta 'pitch baxx ifisser twist strett ħafna u aggressiv; proporzjon ta 'pitch għoli jindika twist aktar laxk u ħafif.
Fil-prattika, inserzjonijiet ta 'tejp mibrum għal tubi PTFE huma fabbrikati minn PTFE jew PFA (perfluoroalkoxy alkane) biex tinżamm kompatibilità kimika sħiħa ma' fluwidi ta 'proċess korrużivi ħafna. Dan jiżgura li l-ebda kontaminazzjoni metallika jew kwistjonijiet ta 'korrużjoni galvanika ma jiġu introdotti, anke meta jiġu mmaniġġjati aċidi aggressivi, solventi, jew midja ultra-pura.
Kif il-Proporzjon taż-Żift Jinfluwenza d-Dawwar u t-Trasferiment tas-Sħana
Meta l-fluwidu jgħaddi minn tubu li jkun fih tejp mibrum, it-tejp iġiegħel lill-fluwidu jsegwi mogħdija helical. Forzi ċentrifugali ġġenerati minn dan it-tidwir jimbuttaw il-fluwidu aktar dens lejn il-ħajt tat-tubu, u b'mod effettiv irqaq is-saff tal-konfini termali. Saff tal-konfini irqaq jirriżulta f'koeffiċjent ta 'trasferiment tas-sħana konvettiv ogħla, espress bħala numru ta' Nusselt miżjud.
Il-proporzjon taż-żift jiddetermina direttament is-saħħa ta 'dan id-dawrien. Tidwir aktar strett (proporzjon ta 'pitch aktar baxx, eż, 2) jiġġenera komponent ta' veloċità tanġenzjali ħafna aktar b'saħħtu. Konsegwentement, it-titjib tat-trasferiment tas-sħana-spiss imkejjel bħala l-proporzjon tan-numru ta' Nusselt bl-inserit għal dak ta' tubu sempliċi-jista' jilħaq 150% jew aktar. Madankollu, dan id-dawrien intens joħloq ukoll frizzjoni tal-fluwidu sinifikament ogħla, li twassal għal żieda sostanzjali fil-waqgħa tal-pressjoni, tipikament fil-medda ta '200-600% meta mqabbla ma' tubu vojt.
Bil-maqlub, twist aktar laxk (proporzjon tal-pitch ogħla, eż. 5 jew 6) jipproduċi dawwar aktar ħafif. It-titjib tat-trasferiment tas-sħana huwa aktar modest-spiss 50-80% 'l fuq mill-valur tat-tubu sempliċi-iżda l-penali tal-waqgħa tal-pressjoni hija korrispondentement aktar baxxa, ta' spiss 100-200% biss ogħla.
Ir-relazzjoni bejn il-proporzjon taż-żift tat-tejp mibrum trasferiment tas-sħana PTFEil-prestazzjoni mhix lineari. L-issikkar tat-twist minn proporzjon ta 'pitch ta' 6 'l isfel għal 2 jagħti żieda kbira sproporzjonata kemm fit-trasferiment tas-sħana kif ukoll fil-frizzjoni. Għalhekk, il-proporzjon tal-pitch ottimali qatt mhu numru fiss; jiddependi kompletament fuq il-qawwa tal-ippumpjar permissibbli u d-dazju termali meħtieġ.
Rakkomandazzjonijiet tad-Disinn Prattiku għal Tubi PTFE
Għażla ta 'disinn komuni hija li tagħżel proporzjon taż-żift bejn 3 u 5 għal tubi PTFE meta tnaqqis fil-pressjoni ma jkunx fattur li jillimita ħafna. Din il-firxa tipprovdi titjib ibbilanċjat tajjeb: titjib fil-koeffiċjent tat-trasferiment tas-sħana ta' bejn wieħed u ieħor 80-120% b'żieda ta' tnaqqis fil-pressjoni ta' 200-350%. Dawn il-valuri huma ġeneralment maniġġabbli fil-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet tal-proċess kimiku, speċjalment fejn it-tul tat-tubu huwa moderat (eż., skambjaturi tas-sħana tal-qoxra u t-tubu jew tal-koljaturi tal-immersjoni).
Ta 'min jinnota li t-tubi PTFE nfushom għandhom konduttività termali relattivament baxxa (madwar 0.25 W/m·K). Ir-reżistenza termali dominanti ħafna drabi tkun fuq il-ħajt tat-tubu jew il-film tal-fluwidu intern. Bl-użu ta 'inserzjoni ta' tejp mibrum b'proporzjon ta 'pitch xieraq, ir-reżistenza interna tal-film tista' titnaqqas drastikament, u tbiddel ir-reżistenza tal-kontroll għan-naħa l-oħra tal-iskambjatur tas-sħana. Dan jagħmel id-disinn ġenerali aktar bilanċjat u kosteffettiv.
Għal applikazzjonijiet fejn il-waqgħa fil-pressjoni hija estremament ristretta-bħal sistemi li jaħdmu bil-gravità jew tisħin tal-gass bi pressjoni baxxa-jista' jiġi speċifikat proporzjon għoli ta' 6 sa 8. It-tidwir li jirriżulta għadu biżżejjed biex irażżan il-fluss laminari u jtejjeb it-taħlit radjali, iżda l-penali tal-frizzjoni tibqa 'fil-limiti aċċettabbli.
Min-naħa l-oħra, meta jkun meħtieġ trasferiment massimu tas-sħana irrispettivament mill-waqgħa tal-pressjoni (eż., f'tisħin b'viskożità għolja, jew fejn l-ispejjeż tal-ippumpjar huma negliġibbli), jista' jiġi adottat proporzjon tal-pitch ta' 2 sa 3. F'każijiet bħal dawn, il-koeffiċjent tat-trasferiment tas-sħana jista 'jitjieb sa 150%, iżda d-disinjatur għandu jiżgura li l-pompa jew il-blower jistgħu jfornu r-ras tal-pressjoni addizzjonali.
Konsiderazzjonijiet ta' Inġinerija Addizzjonali
Inserzjonijiet ta 'tejp mibrum f'tubi PTFE iqassru wkoll it-tul tad-daħla termali, li jippermettu mġiba żviluppata b'mod sħiħ bħal turbolenti anke f'numri Reynolds baxxi (Re < 2000). Dan huwa partikolarment ta 'valur fi flussi viskużi jew tubi ta' dijametru żgħir fejn il-kisba ta 'turbolenza vera tkun teħtieġ veloċitajiet ta' fluss mhux prattiċi.
Għandhom jiġu kkunsidrati tolleranzi tal-manifattura. Tejp mibrum sewwa (proporzjon ta 'pitch baxx) huwa aktar diffiċli biex jiġi ffabbrikat f'PTFE minħabba l-flessibilità tal-materjal. Għal proporzjonijiet ta 'pitch baxxi ħafna (taħt madwar 2.5), PFA ħafna drabi huwa preferut minħabba li huwa aktar iebes u jżomm il-ġeometrija tat-twist aħjar f'temperaturi elevati.
It-tindif u l-manutenzjoni huma affettwati wkoll mill-proporzjon taż-żift. Tejps bi proporzjonijiet ta 'pitch baxxi ħafna (brim stretti) jistgħu jaqbdu l-partikuli aktar faċilment u huma aktar diffiċli biex jitneħħew għat-tindif. Proporzjon ta 'pitch ta' 4 jew aktar ġeneralment jipprovdi biżżejjed passaġġ assjali miftuħ biex id-debris jgħaddi minnu jew biex jiddaħħal ħanżir tat-tindif.
Konklużjoni
Il-proporzjon tal-pitch ta' inserzjoni ta' tejp mibrum huwa l-lieva primarja tad-disinn biex titjieb it-trasferiment tas-sħana kontra l-kompromess tal-waqgħa tal-pressjoni fit-tubi PTFE. Proporzjonijiet ta 'pitch aktar baxxi (brim aktar stretti) iwasslu dawwar qawwi u titjib għoli tat-trasferiment tas-sħana għall-ispiża ta' telf ta 'frizzjoni miżjuda sostanzjalment. Proporzjonijiet ta 'pitch ogħla (brim aktar laxki) jipprovdu titjib aktar ħafif u aktar effiċjenti fl-enerġija. Għall-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet korrużivi għall-immaniġġjar tal-fluwidu, proporzjon taż-żift bejn 3 u 5 joffri bilanċ ottimali. L-ottimizzazzjoni tal-ġeometrija tad-daħħal-inkluż il-proporzjon tal-pitch-tibqa' aspett ewlieni tat-titjib tal-prestazzjoni tal-iskambjatur tas-sħana mingħajr ma tiġi sagrifikata l-kompatibilità kimika jew l-integrità tal-materjal.
