L-iskambjatur tas-sħana PTFE jista 'jkun nadif u ħieles minn tnixxijiet, iżda għadu ma jkollux prestazzjoni baxxa minħabba problema idrawlika sottili: distribuzzjoni ħażina tal-fluss. Meta l-fluwidu tan-naħa tal-qoxra jieħu t-triq tal-inqas reżistenza minflok jiknes b'mod uniformi mat-tubi kollha, it-trasferiment tas-sħana jbati u jiżviluppaw spots sħan jew kesħin. Id-distribuzzjoni ħażina tal-fluss spiss tiġi injorata minħabba li ma tipproduċix sinjali esterni ovvji bħal tnixxija jew vibrazzjoni. Madankollu, l-impatt tiegħu fuq l-effiċjenza termali jista 'jkun sever, u jnaqqas iż-żona effettiva tat-trasferiment tas-sħana b'20-40% f'każijiet estremi. L-iskoperta u l-korrezzjoni ta' distribuzzjoni ħażina hija essenzjali biex tinżamm il-prestazzjoni ta' skambjatur tal-qoxra u t-tubu PTFE.
X'inhu t-tqassim ħażin tal-fluss?
Distribuzzjoni ħażina tal-fluss tirreferi għad-distribuzzjoni irregolari tal-fluwidu madwar il-qatta tat-tubi fuq in-naħa tal-qoxra (jew, inqas komuni, fluss irregolari fost tubi paralleli fuq in-naħa tat-tubu). Fi skambjatur iddisinjat sew, il-fluwidu tan-naħa tal-qoxra huwa sfurzat minn baffles biex jgħaddi minn ġol-gozz ta 'tubi f'mudell ta' fluss inkroċjat, u jikkuntattja t-tubi kollha bejn wieħed u ieħor indaqs. Meta sseħħ distribuzzjoni ħażina, xi reġjuni tal-qatta jirċievu veloċità għolja tal-fluss filwaqt li reġjuni oħra jirċievu fluss baxx ħafna jew staġnat. Ir-reġjuni ta 'veloċità għolja jistgħu jesperjenzaw tnaqqis eċċessiv fil-pressjoni, filwaqt li r-reġjuni ta' veloċità baxxa jikkontribwixxu ftit għat-trasferiment tas-sħana. Il-koeffiċjent ġenerali tat-trasferiment tas-sħana jinżel taħt il-valur tad-disinn, u l-iskambjatur jonqos milli jilħaq id-dmir termali tiegħu.
Kawżi Komuni ta' Distribuzzjoni Ħażina tal-Fluss
L-esperjenza fuq il-post tindika tliet kawżi primarji ta' distribuzzjoni ħażina tal-fluss fl-iskambjaturi tal-qoxra u t-tubi tal-PTFE: baffles bil-ħsara jew neqsin, tubi mblukkati, u disinn mhux xieraq taż-żennuna tad-dħul.
Baffles bil-ħsara jew neqsin
Il-baffles huma pjanċi tal-metall (ġeneralment azzar li ma jissaddadx) li jidderieġu l-fluwidu tan-naħa tal-qoxra 'l quddiem u 'l quddiem tul il-mazz tat-tubi. Baffle segmentali tipiku jġiegħel il-fluwidu jgħaddi mit-tubi, imbagħad madwar it-tarf tal-baffle, imbagħad tul is-sezzjoni li jmiss. Jekk il-baffles isiru maħlula, imsadda jew neqsin għal kollox, il-fluwidu jevita l-mazz tat-tubi għal kollox, u jgħaddi dritt mid-daħla għall-iżbokk minn kanal b'reżistenza baxxa ħdejn il-ħajt tal-qoxra. Dan jissejjaħ bypass stream. Sinjal telltale huwa tnaqqis fil-pressjoni fil-ġenb tal-qoxra b'mod sinifikanti aktar baxx mill-valur tad-disinn, flimkien ma 'trasferiment tas-sħana fqir.
Il-baffles jistgħu jiġu mħassra minn:
Korrużjoni ta 'baffles tal-metall f'servizz aggressiv (għalkemm tubi PTFE huma reżistenti, baffles tal-azzar jistgħu jissaddad).
Impatt mekkaniku waqt l-inserzjoni jew it-tneħħija tal-qatta tat-tubi.
Spazjar tal-baffle mhux korrett waqt il-manifattura (l-ispazjar għandu jkun 0.2 sa 1.0 darbiet id-dijametru tal-qoxra; spazjar usa' jnaqqas il-veloċità tal-fluss inkroċjat u jippromwovi distribuzzjoni ħażina).
Tubi Imblukkati
Fuq in-naħa tat-tubu, debris bħal gagazza tal-weldjatura, sadid, jew solidi tal-proċess jistgħu jimblokkaw parzjalment jew kompletament tubu PTFE wieħed jew aktar. Meta tubu jiġi mblukkat, il-fluwidu li kien jgħaddi minnu jiġi mqassam mill-ġdid għat-tubi miftuħa li fadal. L-erja totali tal-fluss titnaqqas, għalhekk il-veloċità fit-tubi miftuħa tiżdied, iżda l-erja tas-superfiċje effettiva tat-trasferiment tas-sħana tonqos. L-iskambjatur għandu jitnaddaf jew it-tubi imblukkati għandhom jinbidlu. F'arranġament ta 'tubu b'ħafna passaġġi, tubu wieħed imblukkat jista' jfixkel id-distribuzzjoni tal-fluss tul passaġġ sħiħ.
Disinn mhux xieraq taż-żennuna tad-dħul
Iż-żennuna tad-dħul tal-ġenb tal-qoxra hija l-punt tad-dħul għall-fluwidu. Jekk iż-żennuna tkun ta 'daqs żgħir, il-fluwidu li jidħol jaċċellera għal veloċità għolja u jolqot direttament fuq numru żgħir ta' tubi. Dan joħloq ġett ta' veloċità għolja li jippenetra fil-fond fil-mazz, filwaqt li reġjuni 'l bogħod mill-ġett jibqgħu staġnati. Anke b'baffles spazjati sew, id-distribuzzjoni ħażina kkawżata minn disinn fqir taż-żennuna tippersisti minħabba li l-fluwidu qatt ma jerġa' jqassam kompletament tul is-sezzjoni trasversali tal-bundle.
Id-difetti komuni tad-disinn taż-żennuna jinkludu:
Dijametru taż-żennuna żgħir wisq għar-rata tal-fluss (veloċità > 3-5 m/s).
Żennuna li tinsab qrib wisq tal-gozz ta 'tubi mingħajr pjanċa ta' impatt jew diffużur.
Żennuna orjentata b'mod tanġenzjali jew axjali mingħajr iddrittar tal-fluss xieraq.
Fil-prattika, żennuna tad-daħla għandha tkun daqs li l-veloċità tan-naħa tal-qoxra fiż-żennuna ma tkunx aktar minn 2-3 darbiet il-veloċità medja tal-fluss inkroċjat tul il-qatta. Pjanċa ta 'impatt (pjanċa tal-metall ċatta mqiegħda biswit iż-żennuna) tferrex il-ġett li jkun dieħel u tipproteġi l-ewwel ringieli ta' tubi PTFE mill-erożjoni.
Metodi ta' Sejbien għal Distribuzzjoni ħażina tal-Fluss
Is-sejbien ta' distribuzzjoni ħażina jeħtieġ taħlita ta' tekniki ta' spezzjoni termali, idrawliċi u viżwali.
Immaġini Termali tal-Qoxra ta 'barra
Kamera tal-immaġini termali (termografija infra-aħmar) tista 'tiżvela mudelli ta' temperatura fuq il-wiċċ ta 'barra tal-qoxra. Taħt fluss normali, imqassam tajjeb, it-temperatura tal-wiċċ tal-qoxra għandha tkun relattivament uniformi tul it-tul, b'bidla gradwali fit-temperatura mid-daħla għall-iżbokk. Bi distribuzzjoni ħażina, jidhru strixxi kesħin jew sħan. Per eżempju:
Nixxiegħa ta 'bypass tul il-ħajt tal-qoxra tipproduċi strixxa ta' temperatura baxxa (fuq in-naħa kiesħa) jew temperatura għolja (fuq in-naħa sħuna) li timxi lonġitudinali.
Ġett minn żennuna ddisinjata ħażin toħloq post sħun jew kiesaħ lokalizzat ħdejn id-daħla.
L-immaġini termali għandhom isiru taħt kundizzjonijiet ta' tħaddim fi stat fiss. Il-wiċċ tal-qoxra jista 'jeħtieġ li jitnaddaf jew ikollu żebgħa matta temporanja applikata biex tinkiseb emissività uniformi.
Kejl tal-Qasam tal-Pressjoni
Il-waqgħa tal-pressjoni fuq in-naħa tal-qoxra hija indikatur affidabbli. Il-waqgħa tal-pressjoni mkejla (bir-rata tal-fluss tad-disinn) għandha titqabbel mal-valur tad-disinn tal-manifattur. Jekk il-waqgħa mkejla hija aktar baxxa b'mod sinifikanti (eż., inqas minn 70% tad-disinn), il-fluwidu qed jinjora l-qatta tat-tubi-probabbilment permezz ta 'baffles bil-ħsara jew vojt bejn il-qatta tat-tubi u l-qoxra. Jekk il-waqgħa mkejla hija ogħla mid-disinn, l-imblukkar tat-tubu jew il-fouling eċċessiv huwa indikat.
Għan-naħa tat-tubu, tnaqqis fil-pressjoni li huwa ferm ogħla mid-disinn jissuġġerixxi tubi mblukkati jew fouling intern. Waqgħa fil-pressjoni li hija ħafna inqas mid-disinn (bl-ebda bidla fir-rata tal-fluss) tissuġġerixxi tnixxija ta 'tubu jew bypass fi ħdan iċ-ċirkwit tat-tubu.
Kejl tal-Profil tat-Temperatura
Il-kejl tat-temperatura tal-ħruġ ta 'tubi individwali jew gruppi żgħar ta' tubi jista 'jindika distribuzzjoni ħażina. Madankollu, dan jeħtieġ aċċess għat-tubusheet, li jista 'ma jkunx prattiku fi skambjatur issiġillat. Alternattiva hija li titkejjel it-temperatura tal-wiċċ tal-qoxra f'punti multipli tul iċ-ċirkonferenza u t-tul, kif deskritt hawn fuq.
Spezzjoni Viżwali Waqt il-Manutenzjoni
Meta l-iskambjatur jinfetaħ għat-tindif jew l-ispezzjoni, dan li ġej għandu jiġi kkontrollat:
Kundizzjoni tal-baffle: Hemm xi baffles maħlula, nieqsa jew imsadda ħafna? L-ispazjar tal-baffle huwa uniformi u skont it-tpinġija?
Imblukkar tat-tubi: Hemm xi tubi imblukkati b'mod viżibbli b'debris? Jistgħu jintużaw flashlight jew borescope.
Żona taż-żennuna tad-dħul: Hemm pjanċa ta 'impingment preżenti? L-ewwel ftit ringieli ta' tubi huma deformati jew bil-ħsara mill-impatt tal-ġett?
Miżuri Preventtivi
Id-distribuzzjoni ħażina tal-fluss tista' tiġi evitata fil-biċċa l-kbira permezz ta' disinn, installazzjoni u spezzjoni perjodika xierqa.
Diffużur tad-Dħul Proprju jew Pjanċa ta 'Impingement
Għal skambjaturi ġodda, iż-żennuna tad-dħul għandha tkun iddisinjata bi pjanċa ta 'impatt jew diffużur tal-fluss. Il-pjanċa tal-impatt hija pjanċa tal-metall immuntata ftit distanza mill-ftuħ taż-żennuna, li ġġiegħel lill-ġett li jkun dieħel jinfirex b'mod radjali qabel ma tikkuntattja l-qatta tat-tubi. Alternattivament, sezzjoni tad-diffużur (espansjoni gradwali tal-mogħdija tal-fluss) tista 'tiżdied ġewwa l-qoxra. Dawn l-apparati jnaqqsu l-veloċità tad-dħul u jippromwovu distribuzzjoni uniformi tal-fluss.
Spezzjoni Baffle Regolari
Matul il-manutenzjoni annwali, il-baffles għandhom jiġu spezzjonati għal sinjali ta 'ħsara jew tillaxka. Fl-iskambjaturi PTFE b'baffles tal-metall, il-korrużjoni tal-baffles hija ta 'tħassib minħabba li t-tubi PTFE infushom ma jissaddadx. Baffles ta 'l-istainless steel (316L) huma rakkomandati għal servizzi korrużivi. Vireg tal-baffle jew vireg tal-irbit għandhom ikunu ssikkati; baffles maħlula jistgħu jerġgħu jiġu assigurati jew mibdula.
Passaturi u Filtrazzjoni
Biex tevita l-imblukkar tat-tubu, għandu jiġi installat passatur jew filtru fuq il-linja tad-dħul tal-ġenb tat-tubu. Id-daqs tal-malji għandu jkun iżgħar mid-dijametru ta 'ġewwa tat-tubu. Għall-fouling tal-ġenb tal-qoxra, passatur fuq id-daħla tal-ġenb tal-qoxra huwa wkoll ta 'benefiċċju jekk il-fluwidu jkun fih solidi. Tindif perjodiku tal-passatur jipprevjeni debris milli jidħol fl-iskambjatur.
Spazjar u Disinn tal-Baffle xierqa
L-ispazjar tal-baffle għandu jintgħażel abbażi tal-veloċità tal-cross-flow meħtieġa. Regola ġenerali hija li l-ispazjar għandu jkun bejn 0.2 u 1.0 darbiet id-dijametru ta 'ġewwa tal-qoxra. Spazjar iżgħar iżid il-waqgħa tal-pressjoni iżda jtejjeb id-distribuzzjoni. Għall-iskambjaturi tal-PTFE, fejn it-tubi huma relattivament flessibbli, il-veloċità tal-fluss trasversali eċċessiv tista 'tikkawża vibrazzjoni tat-tubu; għalhekk, ħafna drabi jintgħażel spazjar moderat (0.4-0.6 × dijametru tal-qoxra).
Apparat tad-Distribuzzjoni tal-Fluss mill-Ġnub tat-Tubu
Għal skambjaturi kbar multi-pass, distributur tad-daħla (pjanċa mtaqqba jew żennuna b'daħla flared) jista 'jtejjeb id-distribuzzjoni tal-fluss tal-ġenb tat-tubu. Dan huwa speċjalment importanti meta l-fluwidu tal-ġenb tat-tubu għandu viskożità għolja jew meta l-iskambjatur ikollu numru kbir ta 'tubi għal kull pass.
Lista ta' Kontroll Dijanjostika għal Distribuzzjoni Ħażina ta' Fluss Suspettat
Meta skambjatur ikun issuspettat li għandu distribuzzjoni ħażina tal-fluss, il-lista ta' kontroll li ġejja tiggwida l-investigazzjoni.
| Osservazzjoni | Kawża Possibbli ta' Tqassim Ħażin | Metodu ta' Konferma |
|---|---|---|
| Qasgħa tal-pressjoni fuq in-naħa tal-qoxra < 70% tad-disinn | Bypass minħabba baffles neqsin/danneġġjati jew vojt bejn il-qatta u l-qoxra | Spezzjoni viżwali waqt il-manutenzjoni; test tat-tracer taż-żebgħa |
| Qasgħa tal-pressjoni fuq in-naħa tal-qoxra > 120% tad-disinn | Imblukkar tat-tubi jew fouling qawwi fuq in-naħa tal-qoxra | Spezzjona d-dħul tat-tubi; kejjel il-fluss tat-tubu individwali |
| Temperatura tal-wiċċ tal-qoxra mhux uniformi (immaġni termali) | Bypass stream, inlet jet, jew żona staġnata | Qabbel mal-profil termali tad-disinn; Analiżi CFD |
| Temperatura tal-ħruġ aktar baxxa mid-disinn (tisħin) jew ogħla (tkessiħ) | Żona effettiva tat-trasferiment tas-sħana mnaqqsa minn distribuzzjoni ħażina | Wettaq test tal-prestazzjoni; ikkalkula NTU u qabbel mad-disinn |
| Vibrazzjoni jew storbju min-naħa tal-qoxra | Ġett ta' veloċità għolja jolqot it-tubi | Spezzjona ż-żona taż-żennuna tad-dħul għal ħsara ta 'impatt |
| Falliment ripetut tat-tubu f'post wieħed | Veloċità għolja lokalizzata jew stress termali | Analiżi ta' elementi finiti tal-kamp tal-fluss |
Azzjonijiet Korrettivi
Jekk tiġi kkonfermata distribuzzjoni ħażina, l-azzjonijiet korrettivi jiddependu fuq il-kawża ewlenija.
Baffles bil-ħsara jew neqsin– L-iskambjatur għandu jinfetaħ, u l-baffles imsewwija jew mibdula. F'xi każijiet, il-mazz kollu tat-tubi jista' jkollu bżonn jerġa' jitbaxxa.
Tubi mblukkati– It-tubi għandhom jitnaddfu kimikament (ara l-gwida relatata dwar it-tindif tal-iskambjaturi tas-sħana PTFE). Jekk tubu ma jistax jitnaddaf, jista 'jiġi pplaggjat (jekk ftit tubi huma mblukkati) jew sostitwit.
Żennuna tad-dħul mhux xierqa– Pjanċa ta 'impatt retrofit tista' tiġi wweldjata ġewwa l-qoxra biswit iż-żennuna. Jekk l-ispazju huwa limitat, jista 'jiżdied straightener tal-fluss jew baffle imtaqqab ħdejn id-daħla.
Bypass minħabba d-distakk bejn il-qatta u l-qoxra– Siġilli tal-bypass (strixxi tal-metall imwaħħla mal-baffles li jikkuntattjaw il-qoxra) jistgħu jiġu miżjuda biex jimblukkaw il-vojt.
Konklużjoni
Id-distribuzzjoni ħażina tal-fluss hija kwistjoni idrawlika korretta li taffettwa l-prestazzjoni termali ta 'skambjatur tas-sħana tal-qoxra u t-tubu PTFE. Jirriżulta minn baffles bil-ħsara jew neqsin, tubi mblukkati, jew disinn mhux xieraq taż-żennuna tad-dħul. Metodi ta 'skoperta jinkludu immaġini termali, kejl ta' tnaqqis fil-pressjoni, u spezzjoni viżwali waqt il-manutenzjoni. Miżuri preventivi-disinn xieraq tad-diffużur tad-dħul, spezzjoni regolari tal-baffle, passaturi, u spazjar korrett tal-baffle-iwaqqfu t-tqassim ħażin qabel ma jibda. Il-kelma prinċipalifluss maldistribution skambjatur tas-sħana PTFEjirrappreżenta kunċett dijanjostiku kritiku: fluss irregolari inaqqas iż-żona effettiva tat-trasferiment tas-sħana u joħloq spots sħan jew kesħin, anke fi skambjatur nadif. Billi jiġu applikati l-istrateġiji ta 'skoperta u prevenzjoni deskritti, l-iskambjatur jista' jiġi rrestawrat għall-prestazzjoni termali maħsuba tiegħu. Disinn tajjeb ta 'skambjatur u spezzjoni perjodika jipprevjenu din il-problema, jiżguraw tħaddim affidabbli u jestendu l-ħajja tas-servizz.
