Il-Problema tad-Distribuzzjoni
Skambjatur tas-sħana PTFE b'60 tubu konness ma 'header tal-fwar wieħed għandu, fit-teorija, jirċievi fluss tal-fwar ugwali għal kull tubu. Fil-prattika, it-tubi l-eqreb tad-daħla tal-header jirċievu aktar fwar minn dawk fit-tarf 'il bogħod. L-iżbilanċ joħloq żoni sħan u kesħin fil-gozz tat-tubi. Tubi kesħin jikkondensaw il-fwar b'mod mhux komplut u jistgħu jgħarrqu bil-kondensat. Tubi sħan joperaw f'temperaturi eċċessivi tal-ħajt.
L-uniformità tad-distribuzzjoni tal-fwar tiddependi fuq il-profil tal-pressjoni fi ħdan l-header. Hekk kif il-fwar jgħaddi tul l-header, il-frizzjoni u l-bidliet fil-momentum jikkawżaw li l-pressjoni statika tvarja. Tubi f'postijiet differenti jaraw pressjonijiet tas-sewqan differenti. Il-kobor ta 'din il-varjazzjoni tal-pressjoni jiddetermina l-iżbilanċ tal-fluss.
L-għadd tat-tubi għal kull header huwa varjabbli primarju tad-disinn li jikkontrolla l-uniformità tad-distribuzzjoni. Inqas tubi għal kull header inaqqsu t-tul tal-header u l-varjazzjoni tal-pressjoni tulha. Aktar tubi għal kull header iżidu l-fluss totali, iżidu l-varjazzjoni tal-pressjoni u l-potenzjal għal distribuzzjoni ħażina. L-aħjar għadd ta 'tubi jibbilanċja l-kwalità tad-distribuzzjoni kontra l-ispiża u l-kumplessità ta' headers multipli.
Il-Profil tal-Pressjoni Header
Fwar li jidħol f'header jesperjenza żewġ effetti ta 'pressjoni li jikkompetu. Il-frizzjoni bejn il-fwar u l-ħajt header tikkawża li l-pressjoni tonqos tul id-direzzjoni tal-fluss. Dan għandu t-tendenza li jnaqqas il-fluss lejn tubi downstream. Fl-istess ħin, hekk kif il-fwar jinfirex f'tubi, il-veloċità fl-header tonqos. L-enerġija kinetika tal-fluss tad-deċelerazzjoni tikkonverti għal pressjoni statika, fenomenu msejjaħ irkupru tal-pressjoni. Dan għandu t-tendenza li jżid il-fluss lejn tubi downstream.
Għal headers tal-fwar b'veloċità baxxa tad-dħul u ħafna tubi tal-fergħat, il-frizzjoni tiddomina, u t-tubi downstream huma ġuħ. Għal headers b'veloċità għolja ta 'dħul u ftit fergħat, l-irkupru tal-pressjoni jista' jikkumpensa żżejjed, u tubi downstream jirċievu fluss żejjed.
L-aħjar disinn jibbilanċja dawn l-effetti biex tinkiseb pressjoni qrib-uniformi fid-daħliet kollha tat-tubi. Dan jitwettaq billi jintgħażel id-dijametru tal-header u l-għadd tat-tubi b'tali mod li l-varjazzjoni tal-pressjoni fil-punti kollha tal-fergħat tkun inqas minn 5% tad-differenza totali tal-pressjoni tas-sewqan.
Tabella 1: Għadd ta 'Tubi Rakkomandat għal kull Header skond Pressjoni tal-Fwar u Dijametru tat-Tubu
| Pressjoni tal-Fwar (barg) | Tubu OD (mm) | Tubi Rakkomandati għal kull Header | Tubi Massimu għal kull Header | Dijametru tal-header (mm) | Varjazzjoni tal-Fluss Mistennija |
|---|---|---|---|---|---|
| 2.0 | 8 | 20-25 | 30 | 40 | <5% |
| 3.0 | 8 | 25-30 | 35 | 50 | <5% |
| 4.0 | 10 | 15-20 | 25 | 50 | <5% |
| 3.0 | 10 | 20-25 | 30 | 50 | <5% |
| 4.0 | 12 | 12-18 | 22 | 65 | <5% |
| 6.0 | 12 | 10-15 | 18 | 65 | <5% |
Valuri bbażati fuq tul uniformi ta 'tubu ta' 1.5 metri, orjentazzjoni ta 'header orizzontali, u varjazzjoni tal-fluss fil-mira taħt il-5%. Tubi itwal iżidu r-reżistenza tat-tubi individwali, itejbu d-distribuzzjoni u jippermettu għadd ta 'tubi kemmxejn ogħla.
Ir-Rekwiżit ta' Ekwalizzazzjoni tal-Kondensat
Id-distribuzzjoni tal-fwar hija biss nofs il-problema. It-tneħħija tal-kondens għandha tkun ugwalment uniformi. Jekk l-header tal-kondensat fl-iżbokk tat-tubu għandu profil ta 'pressjoni differenti mill-header tal-fwar, il-pressjoni netta tas-sewqan f'kull tubu tvarja anke jekk il-pressjonijiet tal-provvista tal-fwar huma ugwali.
L-header tal-kondensat tipikament jaħdem bi-fluss ta' fażi-kondensat u fwar flash. Id-distribuzzjoni tal-pressjoni tagħha hija aktar kumplessa mill-header tal-fwar ta'-fażi waħda. L-ekwalizzazzjoni tal-mogħdija tal-kondensat tinkiseb billi titmexxa l-header tal-kondensat 'l isfel lejn in-nassa tal-fwar, u tiżgura li l-ebda ħruġ tat-tubu ma jkun mgħaddas f'kondensat akkumulat, u tillimita n-numru ta' tubi għal kull header tal-kondensat għall-istess jew inqas mill-ġenb tal-fwar.
Konfigurazzjonijiet Prattiċi ta' Header
Għal skambjatur tas-sħana PTFE ta '60 kW li jeħtieġ 60 tubu ta' 10mm OD, il-konfigurazzjoni rrakkomandata tuża tliet headers tal-fwar, kull wieħed jitmigħ 20 tubu. Dan l-arranġament jillimita l-varjazzjoni tal-fluss għal 3-5% fit-tubi kollha. Kull header jgħaqqad ma 'header kondensat separat ta' għadd ta 'tubi ugwali.
Disinji ta' header waħdieni-għal 60 tubu huma teknikament fattibbli b'dijametri ta' header ta' daqs eċċessiv iżda jintroduċu varjazzjoni tal-fluss ta' 15-25%, b'riskju ta' għargħar ta' kondensat fit-tubi l-aktar ġuħ. L-iffrankar tal-ispejjeż mit-tnaqqis tal-għadd tal-header huwa megħlub mill-penali tal-prestazzjoni ta 'distribuzzjoni ħażina.
Għal skambjaturi kbar ħafna li jaqbżu l-200 tubu, sistema ta' manifold tqassam il-fwar għal sub-headers multipli. Il-manifold jimmaniġġja l-fluss tal-fwar bl-ingrossa, u kull sub-header jitma 'numru maniġġabbli ta' tubi. Dan l-approċċ ġerarkiku jżomm il-kwalità tad-distribuzzjoni fi kwalunkwe skala.
Sommarju
L-għadd tat-tubi għal kull header jikkontrolla direttament l-uniformità tad-distribuzzjoni tal-fwar fi skambjaturi tas-sħana PTFE b'ħafna-pass. Il-firxa rakkomandata ta '10-30 tubu għal kull header, skont il-pressjoni tal-fwar u d-dijametru tat-tubu, tillimita l-varjazzjoni tal-fluss għal taħt il-5% u tipprevjeni l-għargħar tal-kondensat f'tubi ġuħ. Headers iżgħar multipli jegħlbu header wieħed ta 'daqs eċċessiv fil-kwalità tad-distribuzzjoni u l-prestazzjoni termali.
Daqs xieraq tal-header, flimkien ma 'disinn bir-reqqa tal-header tal-kondensat, jiżgura li kull tubu fil-mazz PTFE jikkontribwixxi bis-sħiħ għad-dazju totali tat-trasferiment tas-sħana. L-ispiża addizzjonali modesta ta 'headers multipli tiġi rkuprata permezz tal-eliminazzjoni ta' spots kesħin u tubi mgħarrqa.
Rakkomandazzjonijiet tal-inġinerija għad-disinn tal-header tal-iskambjatur tas-sħana PTFE huma disponibbli fuq is-sottomissjoni tad-dazju tas-sħana meħtieġ, pressjoni tal-fwar, speċifikazzjonijiet tat-tubu, u restrizzjonijiet fiżiċi fuq it-tqegħid tal-header.
