Il-Kundizzjonijiet tal-Konfini Termali Li Jiddefinixxu Operazzjoni Sikura
Linja tal-kisi tal-kromju iebes li topera f'55-60 grad b'250 g/L aċidu kromiku teħtieġ skambjatur tas-sħana PTFE għat-tisħin jew għat-tkessiħ. Il-pakkett operattiv sikur huwa definit minn erba 'kundizzjonijiet tal-konfini termali.
Temperatura massima tal-ħajt.It-temperatura tal-ħajt tat-tubu hija t-temperatura tal-wiċċ tal-PTFE f'kuntatt mal-aċidu kromiku. Ir-rata ta 'degradazzjoni tiżdied b'mod esponenzjali mat-temperatura tal-ħajt. Għal ħajja ta 'servizz ta' 10 snin, it-temperatura massima tal-ħajt hija ta 'madwar 180 grad għal 250 g/L aċidu kromiku. Għal ħajja ta 'servizz ta' 5 snin, il-massimu huwa ta 'madwar 200 grad.
Fluss massimu tas-sħana.Il-fluss tas-sħana huwa r-rata tat-trasferiment tas-sħana għal kull unità ta 'żona tal-wiċċ tat-tubu. Il-fluss tas-sħana jiddetermina d-differenza fit-temperatura madwar il-ħajt tat-tubu u t-temperatura tal-ħajt għal temperatura ta 'proċess partikolari. Għal ħajja ta 'servizz ta' 10 snin, il-fluss tas-sħana massimu huwa ta 'madwar 1.5 W/cm² għal ħajt ta' 0.8 mm. Għal ħajt irqaq, fluss tas-sħana ogħla huwa permess.
Grajent tat-temperatura massima madwar il-ħajt.Il-gradjent tat-temperatura huwa d-differenza fit-temperatura madwar il-ħajt tat-tubu diviż bil-ħxuna tal-ħajt. Il-gradjent jiddetermina l-istress termali fil-ħajt. Għal PTFE, l-istress termali massimu permissibbli huwa bejn wieħed u ieħor 3-4 MPa, li jikkorrispondi għal gradjent ta 'temperatura ta' 80-100 grad /mm.
Konċentrazzjoni massima tal-wiċċ.Il-konċentrazzjoni tal-aċidu fil-wiċċ tat-tubu tista 'tkun ogħla mill-konċentrazzjoni tal-massa minħabba l-evaporazzjoni jew il-polarizzazzjoni tal-konċentrazzjoni. Il-konċentrazzjoni ogħla żżid ir-rata ta 'degradazzjoni. Il-konċentrazzjoni tal-wiċċ għandha tinżamm fi ħdan 10% tal-konċentrazzjoni tal-massa.
Il-Limitu tat-Temperatura tal-Ħajt
Il-limitu tat-temperatura tal-ħajt għal PTFE fis-servizz tal-aċidu kromiku huwa ddeterminat mir-rata ta 'degradazzjoni. Ir-rata ta 'degradazzjoni tiżdied b'mod esponenzjali mat-temperatura, u r-rata bejn wieħed u ieħor tirdoppja għal kull żieda ta' 10 gradi.
Għal ħajja ta 'servizz ta' 10 snin u telf ta 'ħajt permissibbli ta' 0.3 mm, ir-rata ta 'degradazzjoni għandha tkun inqas minn 0.03 mm fis-sena. It-temperatura li fiha r-rata ta' degradazzjoni hija ugwali għal 0.03 mm fis-sena f'250 g/L aċidu kromiku hija bejn wieħed u ieħor 180 grad.
Għal ħajja ta 'servizz ta' 5 snin, ir-rata ta 'degradazzjoni permissibbli hija ta' 0.06 mm fis-sena, u t-temperatura korrispondenti hija ta 'madwar 200 grad.
Il-limitu tat-temperatura tal-ħajt huwa affettwat mill-konċentrazzjoni tal-aċidu. F'500 g/L aċidu kromiku, ir-rata ta 'degradazzjoni hija ogħla, u l-limitu tat-temperatura huwa ta' madwar 160 grad għal ħajja ta 'servizz ta' 10 snin. F'100 g/L aċidu kromiku, il-limitu tat-temperatura huwa ta 'madwar 200 grad.
Il-Limitu tal-Fluss tas-Sħana
Il-limitu tal-fluss tas-sħana huwa ddeterminat mil-limitu tat-temperatura tal-ħajt u r-reżistenza termali tal-ħajt tat-tubu. Għal temperatura tal-ħajt partikolari, il-fluss tas-sħana permissibbli jiddependi fuq il-ħxuna tal-ħajt u l-konduttività termali tal-PTFE.
Għal ħajt ta '0.8 mm b'konduttività termali ta' 0.25 W/m·K, ir-reżistenza termali tal-ħajt hija 0.0032 m²·K/W. Għal limitu ta 'temperatura tal-ħajt ta' 180 grad u temperatura ta 'proċess ta' 60 grad, id-differenza tat-temperatura permissibbli madwar il-ħajt hija ta '120 grad. Il-fluss tas-sħana permissibbli huwa 120 / 0.0032=37,500 W/m²=3.75 W/cm².
Fil-prattika, il-limitu tal-fluss tas-sħana huwa aktar baxx minħabba li r-reżistenza tal-film tal-proċess-ġenb iżid mar-reżistenza totali u t-temperatura tal-ħajt hija ogħla mit-temperatura tal-proċess. Għal proċess-koeffiċjent tal-film tal-ġenb ta '1,000 W/m²·K, ir-reżistenza tal-film hija 0.001 m²·K/W. Ir-reżistenza totali hija 0.0042 m²·K/W. Għall-istess differenza fit-temperatura ta' 120 grad, il-fluss tas-sħana permissibbli huwa 28,600 W/m²=2.86 W/cm².
Il-limitu prattiku tal-fluss tas-sħana għas-servizz tal-aċidu kromiku huwa bejn wieħed u ieħor 1.5–2.0 W/cm², li jipprovdi marġni għall-inċertezza fil-koeffiċjent tal-film u l-kalkolu tat-temperatura tal-ħajt.
Il-Limitu ta' Stress Termali
L-istress termali fil-ħajt tat-tubu huwa proporzjonali għall-gradjent tat-temperatura madwar il-ħajt, il-koeffiċjent ta 'espansjoni termali, u l-modulu ta' elastiċità. Għal PTFE, il-koeffiċjent ta 'espansjoni termali huwa bejn wieħed u ieħor 12 × 10⁻⁵ / grad, u l-modulu f'60 grad huwa madwar 400 MPa.
Għal gradjent ta 'temperatura ta' 100 grad / mm (li jikkorrispondi għal differenza fit-temperatura ta '80 grad fuq ħajt ta' 0.8 mm), l-istress termali huwa ta 'madwar 4.8 MPa. Dan huwa 'l fuq mill-istress termali permissibbli ta' 3-4 MPa, li jfisser li l-gradjent għandu jitnaqqas għal 60-80 grad /mm.
Il-limitu tal-istress termali huwa partikolarment importanti fil-ġonot tal-folji tat-tubu-sa-tubu, fejn il-konċentrazzjoni tal-istress hija l-ogħla. Id-disinn tal-ġonta għandu jakkomoda l-espansjoni termali mingħajr ma jimponi stress addizzjonali fuq il-ħajt tat-tubu.
Il-Limitu tal-Konċentrazzjoni tal-wiċċ
Il-konċentrazzjoni tal-aċidu fil-wiċċ tat-tubu tista 'tkun ogħla mill-konċentrazzjoni tal-massa minħabba l-evaporazzjoni jew il-polarizzazzjoni tal-konċentrazzjoni. Il-konċentrazzjoni ogħla żżid ir-rata ta 'degradazzjoni.
L-evaporazzjoni sseħħ meta t-temperatura tal-ħajt tat-tubu tkun 'il fuq mill-punt tat-togħlija tal-aċidu. F'60 grad u pressjoni atmosferika, il-punt tat-togħlija ta '250 g/L aċidu kromiku huwa madwar 105 grad. It-temperatura tal-ħajt tat-tubu hija taħt il-punt tat-togħlija, għalhekk l-evaporazzjoni mhix ta 'tħassib f'dan il-każ.
Il-polarizzazzjoni tal-konċentrazzjoni sseħħ meta l-aċidu jiġi kkunsmat fil-wiċċ tat-tubu aktar malajr milli jista 'jiġi mimli mill-ġdid permezz ta' diffużjoni mill-massa. Dan huwa tħassib fil-proċessi elettrokimiċi, fejn l-aċidu kromiku jitnaqqas fil-katodu. Il-wiċċ tat-tubu tal-iskambjatur tas-sħana mhuwiex elettrodu, għalhekk il-polarizzazzjoni tal-konċentrazzjoni mhix ta 'tħassib.
Il-konċentrazzjoni tal-wiċċ hija tipikament fi ħdan 5% tal-konċentrazzjoni tal-massa fis-servizz tal-aċidu kromiku. Il-marġni ta' 10 % huwa biżżejjed biex jagħti kont tal-inċertezza.
Kwantifikazzjoni tal-Pakkett Operattiv Sikur
It-tabella li ġejja tiġbor fil-qosor l-envelop operattiv sikur għal skambjatur tas-sħana PTFE f'servizz ta 'aċidu kromiku f'konċentrazzjonijiet u temperaturi differenti.
| Konċentrazzjoni ta 'Aċidu Kromiku | Temperatura massima tal-ħajt (ħajja ta' 10 snin) | Temperatura massima tal-ħajt (ħajja ta' 5 snin) | Fluss Massimu tas-Sħana (ħajt ta' 0.8 mm) | Fluss Massimu tas-Sħana (ħajt ta' 0.5 mm) |
|---|---|---|---|---|
| 100 g/L | 200 grad | 220 grad | 2.5 W/ċm² | 3.5 W/ċm² |
| 250 g/L | 180 grad | 200 grad | 2.0 W/ċm² | 3.0 W/ċm² |
| 400 g/L | 165 grad | 185 grad | 1.7 W/ċm² | 2.5 W/ċm² |
| 500 g/L | 155 grad | 175 grad | 1.5 W/ċm² | 2.2 W/ċm² |
| 600 g/L | 145 grad | 165 grad | 1.3 W/ċm² | 2.0 W/ċm² |
Il-valuri massimi tat-temperatura tal-ħajt jassumu telf permissibbli tal-ħajt ta '0.3 mm u rata ta' degradazzjoni li tirdoppja għal kull żieda ta '10 gradi. Il-valuri massimi tal-fluss tas-sħana jassumu temperatura tal-proċess ta' 60 grad u koeffiċjent tal-film tal-proċess-ġnub ta' 1,000 W/m²·K.
Karatteristiċi tad-Disinn Li jżommu Kundizzjonijiet tal-Konfini Sikur
Diversi karatteristiċi tad-disinn iżommu l-kundizzjonijiet tal-konfini termali fi ħdan l-envelop sikur.
Erja tal-wiċċ akbar.Erja tal-wiċċ akbar tnaqqas il-fluss tas-sħana għal tagħbija tas-sħana partikolari, li tnaqqas it-temperatura tal-ħajt u l-istress termali.
Ħajt tat-tubu irqaq.Ħajt irqaq inaqqas ir-reżistenza termali u t-temperatura tal-ħajt għall-istess fluss tas-sħana. Madankollu, il-ħajt irqaq inaqqas ukoll it-telf permissibbli tal-ħajt u l-ħajja tas-servizz.
Veloċità ogħla tal-fluss tal-proċess.Veloċità tal-fluss ogħla żżid il-proċess-koeffiċjent tal-film tal-ġenb u tnaqqas it-temperatura tal-ħajt.
Veloċità tal-fluss tal-ġenb tas-servizz ogħla-.Veloċità ogħla tal-fluwidu tas-servizz iżżid il-koeffiċjent tal-film tal-ġenb tas-servizz-u tnaqqas it-temperatura tal-ħajt.
Intestatura tad-distribuzzjoni tal-fluss.Header tad-distribuzzjoni tal-fluss jiżgura fluss uniformi madwar il-gozz tat-tubi, li jipprevjeni hot spots lokalizzati.
Monitoraġġ tat-temperatura.Sensuri tat-temperatura fid-daħla u l-ħruġ tal-iskambjatur tas-sħana jippermettu li tiġi stmata t-temperatura tal-ħajt u li l-kundizzjonijiet operattivi jiġu aġġustati.
Parametri ta 'speċifikazzjoni għal Servizz ta' Aċidu Kromiku
L-inġiniera tat-tagħmir li jispeċifikaw skambjatur tas-sħana PTFE għal servizz ta 'aċidu kromiku għandhom jikkonfermaw il-parametri li ġejjin mal-fornitur.
Konċentrazzjoni ta 'aċidu kromiku.Speċifika l-konċentrazzjoni massima u l-firxa mistennija.
Temperatura operattiva.Speċifika t-temperatura operattiva massima u l-profil tat-temperatura mistenni.
Tagħbija tas-sħana u erja tal-wiċċ.Speċifika t-tagħbija tas-sħana u l-erja tal-wiċċ meħtieġa.
Fluss tas-sħana.Speċifika l-fluss tas-sħana massimu permess ibbażat fuq il-limitu tat-temperatura tal-ħajt.
Ħxuna tal-ħajt tat-tubu.Speċifika l-ħxuna tal-ħajt tat-tubu bbażata fuq il-fluss tas-sħana u r-rekwiżit tal-ħajja tas-servizz.
Materjal tat-tubu.Speċifika l-materjal tat-tubu bbażat fuq it-temperatura tal-ħajt u r-rata ta 'degradazzjoni.
Veloċità tal-fluss.Speċifika l-veloċitajiet tal-fluss tal--ġenb tal-proċess u tal--ġenb tas-servizz.
Monitoraġġ tat-temperatura.Speċifika s-sensuri tat-temperatura u l-metodu ta 'monitoraġġ għat-traċċar tat-temperatura tal-ħajt.
Rekwiżit tal-ħajja tas-servizz.Speċifika l-ħajja tas-servizz mistennija u l-iskeda ta 'sostituzzjoni.
Tqabbil tal-Kondizzjonijiet Termali tal-Konfini mar-Rekwiżiti tal-Ħajja tas-Servizz
Il-kundizzjonijiet tal-konfini termali li jiddefinixxu l-operat sikur tal-iskambjatur tas-sħana PTFE fis-servizz tal-aċidu kromiku huma t-temperatura tal-ħajt, il-fluss tas-sħana, il-gradjent tat-temperatura u l-konċentrazzjoni tal-wiċċ. Dawn il-kundizzjonijiet jiddeterminaw ir-rata ta 'degradazzjoni u l-ħajja tas-servizz.
It-temperatura tal-ħajt għandha tinżamm taħt il-180 grad għal ħajja ta 'servizz ta' 10 snin u taħt il-200 grad għal ħajja ta 'servizz ta' 5 snin. Il-fluss tas-sħana għandu jinżamm taħt 2.0 W/cm² għal ħajt ta' 0.8 mm u taħt 3.0 W/cm² għal ħajt ta' 0.5 mm. Il-gradjent tat-temperatura għandu jinżamm taħt it-80 grad / mm biex jillimita l-istress termali.
Għall-faċilitajiet tas-servizz tal-aċidu kromiku li jevalwaw l-għażliet tal-iskambjatur tas-sħana PTFE, il-kundizzjonijiet tal-konfini termali għandhom jiġu speċifikati fid-dokumenti tal-akkwist u vverifikati waqt il-kummissjonar. Il-konfigurazzjoni awtomatika pprovduta mill-manifattur tista 'tiġi ottimizzata għall-kumpattezza aktar milli għall-ħajja tas-servizz, u l-kundizzjonijiet tal-konfini li jirriżultaw jistgħu jaqbżu l-pakkett sigur.
L-inġiniera tat-tagħmir u l-ispeċjalisti tal-akkwist li jevalwaw l-ispeċifikazzjonijiet tal-iskambjatur tas-sħana PTFE għall-aċidu kromiku jew servizz ieħor tal-aċidu ossidanti jistgħu jitolbu reviżjoni tad-disinn li tkopri konċentrazzjoni tal-aċidu, temperatura operattiva, fluss tas-sħana, ħxuna tal-ħajt tat-tubu, veloċità tal-fluss u monitoraġġ tat-temperatura biex jikkonfermaw li l-unità hija mqabbla mal-kundizzjonijiet attwali tas-servizz u l-ħtiġiet tal-ħajja tas-servizz tal-faċilità.
