จะเลือกความยาวท่อที่ถูกต้องสำหรับตัวแลกเปลี่ยน PTFE ที่ต้องพอดีกับภาชนะที่มีอยู่ได้อย่างไร

โรงงานเคมีจำเป็นต้องเพิ่มความสามารถในการทำความเย็นให้กับถังที่มีอยู่ แต่พื้นที่ที่มีอยู่คือเปลือกทรงกระบอกที่ตายตัว สั้น และกว้าง ไม่สามารถรองรับชุดอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน PTFE แบบท่อยาว-แบบธรรมดาได้ หน้าที่ระบายความร้อนจึงต้องถูกบีบอัดให้เป็นรูปทรงที่มีข้อจำกัด คล้ายกับการติดตั้งเครื่องยนต์ขนาดใหญ่เข้ากับแชสซีขนาดกะทัดรัดโดยไม่ต้องเปลี่ยนเปลือกภายนอก

ข้อจำกัดความยาวของท่อในการออกแบบตัวแลกเปลี่ยน PTFE เพิ่มเติม

ในกความยาวท่อ เครื่องแลกเปลี่ยน PTFE ชุดติดตั้งเพิ่มเติมเรือที่มีอยู่ข้อจำกัดในการออกแบบขั้นพื้นฐานคือรูปทรงเรขาคณิตมากกว่าความร้อน ถังที่มีอยู่จะกำหนดความยาวท่อสูงสุดที่ไม่สามารถเกินได้ ซึ่งจะจำกัดพื้นที่การถ่ายเทความร้อนต่อท่อโดยตรง

เนื่องจากหน้าที่ความร้อนทั้งหมดเป็นสัดส่วนกับพื้นที่ถ่ายเทความร้อน และพื้นที่จึงเป็นหน้าที่ของ:

พื้นที่ผิวด้านนอกของท่อ

ความยาวท่อ

จำนวนหลอด

ความยาวของท่อที่ลดลงต้องได้รับการชดเชยด้วยการเพิ่มจำนวนท่อ

การเพิ่มจำนวนท่อและการแลกเปลี่ยนเส้นผ่านศูนย์กลางของเปลือก-ปิด

เมื่อความยาวท่อถูกจำกัด ประสิทธิภาพการระบายความร้อนจะถูกรักษาไว้โดยการเพิ่มจำนวนท่อภายในมัด วิธีการออกแบบนี้นำไปสู่ผลลัพธ์ตามธรรมชาติ: เส้นผ่านศูนย์กลางของเปลือกต้องเพิ่มขึ้นเพื่อรองรับความหนาแน่นของท่อที่สูงขึ้น

การกำหนดค่าผลลัพธ์มีลักษณะดังนี้:

ความยาวท่อสั้นลง

เส้นผ่านศูนย์กลางเปลือกใหญ่ขึ้น

จำนวนท่อที่สูงขึ้นต่อส่วนตัดขวางของมัด-

การออกแบบจะย่อลงและเทอะทะขึ้น โดยเปลี่ยนความยาวแกนเพื่อความหนาแน่นของการบรรจุในแนวรัศมี

แม้ว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของเปลือกที่ใหญ่ขึ้นจะทำให้ต้นทุนวัสดุเพิ่มขึ้น แต่มักจะถูกชดเชยด้วยค่าใช้จ่ายที่สูงกว่ามากที่เกี่ยวข้องกับ:

การปรับเปลี่ยนเรือ

การย้ายตำแหน่งภายนอกของเครื่องแลกเปลี่ยน

การเปลี่ยนเส้นทางท่อกระบวนการ

ในสถานการณ์การติดตั้งเพิ่มเติม การออกแบบตัวแลกเปลี่ยนใหม่มักจะเป็นแนวทางที่ประหยัดที่สุด

การเพิ่มประสิทธิภาพการไหลด้วยการส่งผ่านหลายท่อ

ท่อที่สั้นกว่าจะช่วยลดแรงดันด้านข้างของท่อ-ที่ลดลงต่อการผ่าน สิ่งนี้ให้ความยืดหยุ่นในการออกแบบเพื่อเพิ่มจำนวนรอบท่อ โดยทั่วไปตั้งแต่ 1–2 ถึง 4 หรือมากกว่า

การเพิ่มจำนวนการส่งบอลช่วยรักษา:

ความเร็วด้านข้างของท่อ-ที่เพียงพอ

ปรับปรุงความปั่นป่วนและค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน

ลดความเสี่ยงของการเสื่อมสภาพของการไหลแบบราบเรียบ

อย่างไรก็ตาม การแบ่งพาร์ติชั่นผ่านจะต้องมีความสมดุลอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการกระจายที่ไม่ถูกต้องมากเกินไป

U-Tube Bundle เป็นกลยุทธ์การเพิ่มประสิทธิภาพเชิงพื้นที่

การกำหนดค่าท่อ AU- เป็นโซลูชันเพิ่มเติมสำหรับพื้นที่-การติดตั้งที่จำกัด ในการจัดเรียงนี้ ท่อแต่ละท่อจะโค้งงอกลับเข้าที่ ทำให้ปลายทั้งสองข้างสามารถยึดเป็นแผ่นท่อแผ่นเดียวได้

ข้อดีได้แก่:

พื้นที่ผิวการถ่ายเทความร้อนเพิ่มขึ้นภายในความยาวแกนที่ลดลง

การรองรับการขยายตัวทางความร้อนโดยไม่มีข้อต่อขยายเพิ่มเติม

ลดความยาวเปลือกที่ต้องการสำหรับหน้าที่เดียวกัน

สำหรับกความยาวท่อ เครื่องแลกเปลี่ยน PTFE ชุดติดตั้งเพิ่มเติมเรือที่มีอยู่การออกแบบท่อ U- สามารถเพิ่มพื้นที่การถ่ายเทความร้อนที่มีประสิทธิภาพได้อย่างมากภายในพื้นที่ที่จำกัด

อย่างไรก็ตาม ต้องปฏิบัติตามข้อจำกัดทางกล:

ต้องรักษารัศมีโค้งงอขั้นต่ำเพื่อหลีกเลี่ยงการเสียรูปหรือการหักงอของ PTFE

ความเค้นของท่อต้องอยู่ภายในขีดจำกัดที่อนุญาตภายใต้การหมุนเวียนด้วยความร้อน

เกณฑ์ความคลาดเคลื่อนในการผลิตต้องรับประกันการกระจายการไหลที่สม่ำเสมอทั่วทั้งขาทั้งสองข้างของท่อ U-

ข้อจำกัดในการติดตั้งและบำรุงรักษา

แม้ว่าประสิทธิภาพการระบายความร้อนจะบรรลุผลสำเร็จ ความสามารถในการเข้าถึงทางกลไกยังคงเป็นปัจจัยควบคุม เส้นผ่านศูนย์กลางของเปลือกที่ขยายใหญ่ขึ้นจะต้องเป็นไปตาม:

ข้อจำกัดการเข้าออกของทางเรือ

ข้อจำกัดในการยกและใส่เครน

ข้อกำหนดในการกวาดล้างการถอดมัดในอนาคต

ความล้มเหลวในการพิจารณาข้อจำกัดเหล่านี้อาจส่งผลให้มีการออกแบบที่ถูกต้องตามอุณหภูมิแต่ไม่สามารถใช้งานได้ทางกลไก

ความสมดุลในการออกแบบในการใช้งานชุดติดตั้งเพิ่ม

การออกแบบชุดติดตั้งเพิ่มตัวแลกเปลี่ยน PTFE เป็นปัญหาการปรับให้เหมาะสมหลาย-โดยธรรมชาติซึ่งเกี่ยวข้องกับ:

ข้อจำกัดความยาวของท่อที่กำหนดโดยรูปทรงของท่อ

หน้าที่การถ่ายเทความร้อนที่จำเป็น

ข้อจำกัดของแรงดันตกคร่อม

ความเป็นไปได้ในการติดตั้งเครื่องกล

โดยทั่วไปจะใช้ซอฟต์แวร์การออกแบบการระบายความร้อนเพื่อวนซ้ำระหว่างข้อจำกัดเหล่านี้จนกว่าจะระบุการกำหนดค่าที่เป็นไปได้

บทสรุป

การเลือกความยาวท่อสำหรับตัวแลกเปลี่ยน PTFE ภายในภาชนะที่มีอยู่ถือเป็นความท้าทายในการปรับปรุงบรรจุภัณฑ์ด้วยความร้อนแบบคลาสสิก เมื่อพื้นที่ตามแนวแกนมีจำกัด พื้นที่การถ่ายเทความร้อนจะถูกรักษาไว้โดยการเพิ่มจำนวนท่อ การขยายเส้นผ่านศูนย์กลางของเปลือก และเลือกใช้การกำหนดค่าท่อ U-

ผลลัพธ์ที่ได้คือตัวแลกเปลี่ยนที่สั้นกว่า อ้วนขึ้น และบางครั้งก็พับงอ ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อนให้สูงสุดภายในขีดจำกัดทางเรขาคณิตที่เข้มงวด

ตัวแลกเปลี่ยน PTFE ที่ออกแบบเอง-สามารถปรับให้เข้ากับขอบเขตการติดตั้งได้เกือบทุกรูปแบบ โดยมีเงื่อนไขว่าข้อจำกัดทางความร้อน ไฮดรอลิก และทางกลนั้นสมดุลกันในฐานะปัญหาการออกแบบที่เป็นหนึ่งเดียว