Kā bajonetes{0}}stila PTFE siltummaiņi atšķiras no parastajiem fiksēto cauruļu lokšņu modeļiem?

Lielākajai daļai apvalku un cauruļu siltummaiņu abos galos ir piestiprinātas caurules. Bajonetes siltummainis to pagriež uz galvas: caurules ir piestiprinātas tikai vienā galā, otrs gals var brīvi slīdēt noslēgtā ārējā apvalkā. Šis vienkāršais dizains pārvar divas ilgstošas ​​-problēmas — karstuma stresu un piekļuvi apkopei. Bajonetes izkārtojums ir kārdinoša alternatīva prasīgai virsmas apdarei un ķīmisko procesu lietojumiem, kas ietver PTFE siltummaiņus, kur materiāla augstais termiskās izplešanās koeficients (CTE) padara fiksētu cauruļu lokšņu risinājumus apgrūtinošus.

Bajonetes konstrukcija (skaidrojums)
Bajonetes stila PTFE siltummaiņa nosaukums ir radies bajonetes -spuldžu vai cauruļu savienojuma dēļ, kurā viena daļa tiek ievietota citā un nostiprināta vienā punktā. Bajonetes caurule sastāv no divām koncentriskām caurulēm, iekšējās un ārējās caurules, kuras tālākajā galā ir noslēgtas siltummaiņa terminoloģijā. Komplekts tiek ievietots korpusā (vai tieši tvertnē) un ir nostiprināts tikai ieplūdes/izplūdes galā-parasti pie caurules loksnes vai atloka. Otrs stieņa gals var brīvi izplesties un termiski sarauties.

Ar bajonetes konfigurāciju šķidruma maršruts parasti tiek strukturēts šādi:

Apkalpošanas šķidrums (tvaiks, karstais ūdens vai dzesēšanas šķidrums) tiek piegādāts caur iekšējo cauruli un plūst uz noslēgto galu.

Šķidrums tiek apgriezts noslēgtajā galā un plūst atpakaļ gredzenveida zonā starp iekšējo un ārējo cauruli.

Siltums tiek piegādāts procesa šķidrumam korpusa pusē (vai tvertnes pusē) caur caurules ārējo sienu.

Pēc tam šķidrums iziet cauri gredzenveida telpai tajā pašā galā, kurā tas ienāca.

Plūsmas kanāls "Ieplūdes{0}}un-out" norāda, ka gan ieplūdes, gan izplūdes savienotāji atrodas vienā siltummaiņa galā. Bajonetes caurules brīvais gals ir brīvs, izņemot blīvējumu, un var brīvi kustēties aksiāli.

Galvenās atšķirības ar tradicionālajiem fiksēto cauruļu lokšņu dizainiem
Tradicionālajā fiksēto cauruļu loksnes PTFE siltummainī caurules ir fiksētas abos galos, ar cauruļu loksni ieplūdes galā un otru izejas galā. Cauruļu saišķis ir korpusa neatņemama sastāvdaļa, un korpusa sānu sprauslas ir piemetinātas pie korpusa. Mehāniskā darbība un apkopes vienkāršība ir diezgan atšķirīgas.

Termiskās deformācijas izmitināšana
Turklāt PTFE izplešanās ir 10 līdz 20 reizes lielāka nekā tērauda izplešanās (120 līdz 150 × 10-6 / grāds pret 11 × 10-6 / grāds). Fiksētās cauruļu loksnes konstrukcijā PTFE caurule, kuras garums ir 2 m, karsējot no 20 grādiem līdz 100 grādiem, izplešas par aptuveni 12–15 mm. Abi gali ir fiksēti, tādējādi šī izplešanās rada spiedes spēkus, kas var sasprādzēt PTFE cauruli vai sabojāt cauruļu lokšņu savienojumus. Lai no tā izvairītos, fiksētas cauruļu loksnes PTFE siltummainim būs nepieciešams:

Peldošā galva (kas ļauj pārvietot vienu cauruļu loksni) vai

Izplešanās savienojums korpusā; alternatīvi,

Ļoti īss cauruļu garums (ierobežo siltummaiņa jaudu)

Katra no šīm iespējām palielina izmaksas, sarežģītību un iespējamās noplūdes vietas.

No otras puses, bajonetes tipa PTFE siltummainis ir izturīgs pret termisko izplešanos. Bajonetes caurules brīvais gals slīd aksiāli apvalkā vai ārējā apvalkā, kad PTFE izplešas un saraujas. Ir novērsta nepieciešamība pēc izplešanās šuves, peldošas galvas vai unikālas materiālu saskaņošanas. Bajonetes forma ir īpaši pievilcīga lietojumiem, kas saistīti ar lielām temperatūras svārstībām vai biežu termisko ciklu.

Apkopes piekļuve un komplektu noņemamība
Bajonetes konstrukcijai ir liela mehāniskā priekšrocība, jo visu cauruļu saišķi var noņemt no siltummaiņa, neizjaucot korpusa{0}}sānu cauruļvadus. Saišķis vienā galā tiek ievietots korpusā un tiek turēts ar vienu atloku vai caurules loksni. Lai izņemtu komplektu tīrīšanai, pārbaudei vai nomaiņai:

Ieplūdes/izplūdes caurule caurules pusē ir atvienota.

Noņemiet saišķa atloku skrūves.

Saišķis tiek izvilkts no korpusa aksiālā virzienā.

Korpuss atrodas vietā, un visi korpusa{0}}puses cauruļvadi (ieskaitot sprauslas, blīves un savienotājus) ir neskarti.

Fiksētās cauruļu loksnes konstrukcijā cauruļu saišķa noņemšana ir daudz sarežģītāka. Ir jāatver abi korpusa gali, un var būt nepieciešams atvienot korpusa sānu sprauslas vai noņemt visu siltummaini no līnijas. Tas varētu būt liels projekts lieliem siltummaiņiem noslogotās procesa vietās.

Pakalpojumos, kur nepieciešama regulāra tīrīšana (piemēram, netīrumiem pakļautas virsmas apdares vannas), viegla saišķa noņemšana bajonetes apmainītājā ir izšķiroša priekšrocība. Bajonetes komplekta izņemšana, tīrīšana un ievietošana atpakaļ aizņem tikai stundas; fiksēts cauruļu lokšņu komplekts var nozīmēt visu dienu vai vairāk dīkstāves.

Termiskās problēmas ar veiktspēju
Bajonetes konstrukcijai ir siltuma veiktspējas kompromiss-. Gredzenveida plūsmas ceļš (šķidrums, kas plūst iekšējā caurulē un atpakaļ caur gredzenu) nodrošina dubultu{2}}caurules efektu. Ir divi iemesli, kāpēc kopējais siltuma pārneses koeficients ir nedaudz zemāks nekā salīdzināma pretplūsmas fiksētas cauruļu loksnes konstrukcija:

Samazināta efektīvā temperatūras starpība - Plūsmas shēma nav tīra pretplūsma, bet gan pretplūsmas un paralēlās plūsmas sajaukums, kas samazina vidējās temperatūras starpības logaritmi (LMTD).

Mazāks ātrums gredzena pusē - Ar tādu pašu kopējo plūsmas ātrumu gredzenveida spraugai var būt mazāks ātrums nekā vienai caurulei, un tas ietekmē plēves koeficientu.

Tomēr šis samazinājums bieži vien ir neliels (10-20%), un to bieži kompensē iespēja izmantot garākas caurules (jo termiskā izplešanās nav ierobežojošs faktors) un darboties ar lielāku ātrumu korpusa pusē. Daudzos virsmas apdares lietojumos ekspluatācijas priekšrocības ievērojami pārsniedz nelielo efektivitātes trūkumu.

Materiāli un konstrukcija
Bajonetes siltummaiņi ir populāri grafīta un PTFE konstrukcijās, jo tie ir trausli vai slīd zem sprieguma, un šiem materiāliem ir ievērojama termiskā izplešanās. Bajonetes dizains darbojas ar materiāla īpašībām, nevis pret tām.

PTFE bajonetes apmainītājos iekšējās un ārējās caurules parasti tiek ražotas no PTFE vai PFA (perfluoralkoksi). Aizzīmogotais gals tiek izgatavots, metinot vai termiski sakausējot abas caurules. Brīvais gals ir atvērts, un iekšējā caurule iet cauri caurules loksnei vai uzgalim. Ārējā caurule ir noslēgta pret caurules loksni ar PTFE blīvi vai O-gredzenu, kas nodrošina aksiālu slīdēšanu un novērš noplūdi.

Jāņem vērā, ka bajonetes caurules brīvais gals ir jātur, lai izvairītos no vibrācijas. Garās bajonetes caurulēs (piemēram, . 3-5 m) korpusa iekšpusē tiek izmantoti starpposma atbalsta gredzeni vai deflektori, lai vadītu ārējo cauruli, neaizkavējot aksiālo kustību. Bez šī atbalsta plūsmas-izraisītā vibrācija var izraisīt nodilumu un priekšlaicīgu bojājumu.

Salīdzinājuma tabula: Bajonetes un fiksētas cauruļu loksnes PTFE apmaiņas līdzeklis Bajonetes stila PTFE apmaiņas fiksētā cauruļu loksnes PTFE apmaiņas caurules fiksācijaViens gals fiksēts, otrs gals brīvs kustībai. Abi gali piestiprināti pie cauruļu loksnēm
Thermal Expansion Accommodation Inherent – ​​brīvie gala slaidi; nav nepieciešams izplešanās savienojums. Nepieciešama peldoša galva, kompensācijas savienojums vai ļoti īsas caurules
Saišķa noņemamība Viegli izvelkot saišķi no viena gala, neizjaucot korpusa cauruļvadus. Grūti nepieciešams demontēt abus galus Bieži vien ir saistīta ar siltummaiņa noņemšanu no līnijas
Shell sprauslas var palikt piestiprinātas saišķa noņemšanas laikā. Apmaiņas ierīce ir jāatvieno vai jāpārvieto
Caurules sānu savienojumi Ievads un izvads vienā galā Ieplūde un izeja pretējos galos (parasti)
Plūsmas ceļš pa koncentriskām caurulēm (dubultās{0}}caurules efekts) Taisni cauri (viena gājiena) vai vairāku-pāreju ar atpakaļgaitas motora pārsegu
Siltuma efektivitāte Nedaudz samazināta (LMTD korekcijas koeficients 0,85–0,95) Augstāks (var iegūt reālu pretplūsmu)
Vidējais maks. Caurules garums Apstrāde un vibrācijas ierobežots termiskais stress Ierobežo termiskā izplešanās (parasti 1,5–2,5 m PTFE bez izplešanās šuves)
Piesārņojuma tolerance Laba, saišķis ir noņemams tīrīšanai Godīgi – tīrīšana aizņem papildu laiku, kad darbība netiek veikta
Cena par mazām vienībām. Mērena - viena caurules loksne, bez kompensācijas šuves Apakšējais - Vieglāka montāža īsām caurulēm
Lielu/garu vienību izmaksas Zemākas — nav nepieciešami dārgi kompensācijas savienojumi. augstāka — peldoša galva vai kompensācijas savienojums palielina izmaksas
Bajoneta PTFE siltummaiņu praktiskie pielietojumi
Ķīmiskajā apstrādē un virsmas apstrādē vairākos specializētos gadījumos priekšroka tiek dota bajonetes konstrukcijai:

Smags termiskais cikls - Pakešu procedūras ar vairākiem siltummaiņa sildīšanas un dzesēšanas cikliem katru dienu. Brīvi -bīdāmās bajonetes caurules ļauj braukt ar velosipēdu bez slodzes.

Netīrumu novēršanas pakalpojumi - Vannas, kas atstāj katlakmens, dūņas vai organiskus pārklājumus uz siltuma pārneses virsmas. Ir svarīgi, lai kūlis būtu jāvelk regulārai mehāniskai vai ķīmiskai tīrīšanai.

Agresīva skābes vide, kurai nepieciešams PTFE - PTFE ir ķīmiski inerts un paredzēts agresīvām skābēm (piemēram, sālsskābe, sērskābe, fluorūdeņražskābe). Bajonetes dizains samazina blīvējumu un iespējamo noplūdes vietu skaitu caurules pusē.

Ierobežotas piekļuves telpa - Ja siltummainis ir jāiebūvē bedrē, pie sienas vai vietā, kur nevar piekļūt abiem galiem. Bajonetes apmainītājs tiek apkalpots tikai vienā galā.

Modificētas instalācijas - Esoša fiksēta cauruļu lokšņu siltummaiņa nomaiņa ar termiskā noguruma problēmām Šo kļūmju galveno cēloni novērš bajonetes konstrukcija.

Turpretim fiksētās cauruļu lokšņu sistēmas joprojām konkurē par:

Mazie, īsie siltummaiņi (caurules garums < 1,5 m), kad siltuma izplešanās nav problēma.

Lietojumprogrammas bez termiskās ciklēšanas. Ļoti tīri šķidrumi.

Ja ir nepieciešama tīra pretplūsma, lai maksimāli palielinātu LMTD (piemēram, siltuma atgūšana ar tuvu temperatūras pieeju).

Projekti ar budžeta ierobežojumiem, kuros galvenais virzītājspēks ir zemākās sākotnējās izmaksas.

Uzstādīšanas un ekspluatācijas apsvērumi
Nosakot bajonetes tipa PTFE siltummaini, ir jāņem vērā vairāki praktiski aspekti.

Brīvā gala atbalsts Bajonetes caurules brīvajam galam jābūt atbalstītam, bet ne cieši nostiprinātam. Metāla-uz-PTFE saskare tiek novērsta, izmantojot PTFE nodiluma uzmavas vai zemas-berzes gredzenus.

Blīvējuma dizains - Slīdošais blīvējums ārējās caurules ievadīšanai caurules loksnē nodrošina aksiālu kustību bez noplūdes. Parasti ir PTFE lūpu blīvslēgi ​​vai O-gredzeni ar atsperu aktivizēšanas ierīcēm.

Plūsmas sadalījums - Nodrošiniet, lai gredzenveida sprauga būtu pietiekami liela, lai izvairītos no pārmērīga spiediena samazināšanās. Atstarpe parasti ir 2-5 mm atkarībā no caurules diametra un plūsmas ātruma.

Caurules vibrācija - Deflektoriem vai atbalsta plāksnēm jāatrodas ar 0,5–1,0 metru intervālu, lai izvairītos no virpuļu-izraisītās vibrācijas. Balstiem ir jānodrošina aksiāla slīdēšana.

Ņemiet vērā arī to, ka bajonetes apmainītājus var uzstādīt daudzos vienā korpusā. Vairāku-bajonetes dizainā vienlaikus tiek izmantots liels skaits bajonetes cauruļu, kas visas ir piestiprinātas pie vienas caurules loksnes. Šis izvietojums nodrošina lielu siltuma pārneses laukumu un piekļuvi apkopei tikai no viena gala.

Secinājums