การบูรณาการแผ่นกั้นแบบกำหนดเองแบบใดที่ทำให้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน PTFE สามารถไหลโดยตรงในรูปแบบเฉพาะบนพื้นผิวชิ้นงานได้

ความต้องการการกระจายการไหล

กระบวนการชุบด้วยไฟฟ้าและการปรับสภาพพื้นผิวจำเป็นต้องมีการควบคุมการไหลของอิเล็กโทรไลต์ผ่านพื้นผิวชิ้นงาน ความเร็วและทิศทางการไหลส่งผลต่ออัตราการสะสม ความสม่ำเสมอของความหนา และผิวสำเร็จ การไหลไม่เพียงพอทำให้ไอออนที่พื้นผิวชิ้นงานหมดสิ้น การไหลที่มากเกินไปหรือผิดทิศทางทำให้เกิดการสะสมที่ไม่สม่ำเสมอ-และสามารถขจัดคราบที่เกาะแน่นอย่างหลวมๆ

โดยทั่วไปแล้ว การกระจายการไหลจะได้รับการจัดการโดยแผ่นกั้น ฝาย และหัวฉีดสายนำที่ติดตั้งในถังแยกกัน (หากมี) ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนจะเป็นผู้ครอบครองถังซึ่งอาจรบกวนรูปแบบการไหลที่ต้องการ การรวมฟังก์ชันแผ่นกั้นเข้ากับโครงสร้างตัวแลกเปลี่ยนความร้อนจะเปลี่ยนตัวแลกเปลี่ยนจากสิ่งกีดขวางการไหลให้กลายเป็นเครื่องมือจัดการการไหล โดยจะกำหนดทิศทางการไหลของอิเล็กโทรไลต์ในตำแหน่งที่ต้องการ-ทั่วพื้นผิวชิ้นงาน- ในขณะเดียวกันก็ให้ความร้อนแก่สารละลายไปพร้อมๆ กัน

แผ่นกั้นในตัว-การออกแบบตัวแลกเปลี่ยน

มัดท่อแลกเปลี่ยนความร้อน PTFE ถูกจัดเรียงในระนาบแนวตั้งซึ่งทำหน้าที่เป็นแผ่นกั้นบางส่วน ระนาบจะตั้งฉากกับทิศทางการไหลที่ต้องการ ระยะห่างระหว่างท่อภายในแต่ละระนาบ และระหว่างระนาบที่อยู่ติดกัน จะกำหนดความต้านทานการไหลและการกระจายความเร็วที่เกิดขึ้น

แผ่นกั้นไฟเบอร์แข็งจะกระจายอยู่ระหว่างระนาบท่อ แผ่นกั้นบังคับให้อิเล็กโทรไลต์ไหลผ่านระนาบท่อแทนที่จะไหลรอบๆ เมื่ออิเล็กโทรไลต์เคลื่อนผ่านระหว่างท่อให้ความร้อน อิเล็กโทรไลต์จะถูกให้ความร้อนสม่ำเสมอ การไหลจะเกิดขึ้นจากตัวแลกเปลี่ยนด้วยความเร็วและอุณหภูมิที่ควบคุมได้ โดยมุ่งตรงไปยังพื้นผิวชิ้นงาน

แผ่นกั้นผลิตจากแผ่น PTFE แข็ง มีรูเพื่อรองรับท่อ เพลตถูกติดตั้งอยู่ในโครงรองรับตัวแลกเปลี่ยน และสามารถเปลี่ยนตำแหน่งเพื่อปรับรูปแบบการไหลได้ สำหรับถังที่มีข้อกำหนดการผลิตที่เปลี่ยนแปลงไป การกำหนดค่าแผ่นกั้นสามารถแก้ไขได้ในระหว่างการปิดซ่อมบำรุงโดยไม่ต้องเปลี่ยนตัวแลกเปลี่ยนทั้งหมด

ตัวเลือกรูปแบบการไหล

รูปแบบการไหลหลายรูปแบบสามารถทำได้โดยการกำหนดค่าระนาบท่อและแผ่นกั้น สำหรับรูปแบบการไหลข้าม- อิเล็กโทรไลต์จะเข้ามาจากด้านหนึ่งของตัวแลกเปลี่ยน ผ่านแนวนอนผ่านระนาบท่อหลายอัน และออกจากด้านตรงข้าม รูปแบบนี้เหมาะสำหรับแท็งก์ที่ชิ้นงานถูกแขวนขนานกับหน้าตัวแลกเปลี่ยน

สำหรับรูปแบบการไหลขึ้น- อิเล็กโทรไลต์จะเข้ามาจากด้านล่างตัวแลกเปลี่ยน ลอยขึ้นในแนวตั้งผ่านระนาบท่อ และระบายขึ้นด้านบนไปยังชิ้นงานที่แขวนอยู่เหนือตัวแลกเปลี่ยน รูปแบบนี้ใช้การพาความร้อนตามธรรมชาติเพื่อช่วยในการไหลของปั๊มและประหยัดพลังงาน-

สำหรับรูปแบบคดเคี้ยว แผ่นกั้นจะถูกจัดเรียงเพื่อสร้างเส้นทางการไหลแบบพับที่ผ่านมัดท่อหลายครั้ง ทางเดินคดเคี้ยวจะเพิ่มเวลาการคงตัวของอิเล็กโทรไลต์ในโซนร้อน ทำให้อุณหภูมิสูงขึ้นต่อการผ่าน รูปแบบนี้เหมาะสำหรับกระบวนการที่ต้องการเพิ่มอุณหภูมิอย่างมากในการผ่านครั้งเดียว

การตรวจสอบประสิทธิภาพการไหลของความร้อน-

ประสิทธิภาพการกระจายความร้อนและการไหลแบบรวมได้รับการตรวจสอบโดยการวิเคราะห์พลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ แบบจำลอง CFD จำลองการไหลของอิเล็กโทรไลต์ผ่านระนาบท่อและแผ่นกั้น โดยคาดการณ์การกระจายความเร็วและอุณหภูมิที่หน้าระบายของตัวแลกเปลี่ยน แบบจำลองนี้ได้รับการตรวจสอบความถูกต้องโดยการวัดในแหล่งกำเนิด-ระหว่างการทดสอบการทำงาน: การวัดความเร็วโดยใช้ใบพัดหรือเครื่องวัดอัตราการไหลแบบแม่เหล็กไฟฟ้า และการวัดอุณหภูมิโดยใช้อาร์เรย์ของเทอร์โมคัปเปิลที่หน้าระบาย

การออกแบบที่ได้รับการตรวจสอบช่วยให้มั่นใจได้ว่าชิ้นงานได้รับอิเล็กโทรไลต์ที่ความเร็วและอุณหภูมิที่ระบุ โดยมีความสม่ำเสมอที่ตรงตามข้อกำหนดของกระบวนการ แผ่นกั้นในตัว-ตัวแลกเปลี่ยนช่วยลดทอนประสิทธิภาพการทำงานของส่วนประกอบการทำความร้อนและการกระจายการไหลที่แยกจากกัน

สรุป

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน PTFE พร้อมแผ่นกั้นในตัวจะรวมการทำความร้อนและทิศทางการไหลของอิเล็กโทรไลต์ไว้ในชิ้นเดียว เครื่องบินท่อแนวตั้งที่มีแผ่นกั้น PTFE แข็งสร้างรูปแบบการไหลที่ควบคุม-การไหลข้าม- การไหลขึ้น- หรือการไหลคดเคี้ยว-ที่ส่งอิเล็กโทรไลต์ที่ให้ความร้อนไปยังพื้นผิวชิ้นงานด้วยความเร็วและอุณหภูมิที่ต้องการ การออกแบบแบบบูรณาการช่วยลดการรบกวนระหว่างเครื่องทำความร้อนที่แยกจากกันและส่วนประกอบการกระจายการไหล ปรับปรุงประสิทธิภาพทั้งด้านความร้อนและไฮดรอลิก

การสนับสนุนทางวิศวกรรมสำหรับการออกแบบแผ่นกั้นในตัว-มีให้เมื่อส่งขนาดถัง การวางแนวชิ้นงาน ความเร็วและทิศทางการไหลที่ต้องการ หน้าที่ให้ความร้อน และคุณสมบัติของอิเล็กโทรไลต์