Kā polipropilēna (PP) siltummaiņa siltumvadītspēja ir salīdzināma ar PTFE zemas{0}}temperatūras skābju režīmā?

PTFE ir ķīmiskās izturības karalis, un tāpēc noklusējuma izvēle aukstas, atšķaidītas sālsskābes plūsmas dzesēšanai varētu būt PTFE siltummainis. Bet PTFE maksā daudz. Polipropilēns (PP) ir vēl viena plastmasa, kas maksā tikpat daudz par šo konkrēto zemas-temperatūras, ne-oksidējošu pakalpojumu. Tas ir tajā pašā lēni zemā siltumvadītspējas diapazonā, tāpēc tas nav siltuma uzlabojums. PP izvēle ir vienkārši ekonomiska, upurējot plašu temperatūras diapazonu un universālu ķīmisko aizsardzību ievērojami zemākām sākotnējām izmaksām.

Siltumvadītspēja: gandrīz ideāla atbilstība
Polipropilēna (PP) siltumvadītspēja istabas temperatūrā ir aptuveni 0,2 W/m·K. PTFE (politetrafluoretilēna) siltumvadītspēja ir nedaudz augstāka – aptuveni 0,25 W/m·K. Praksē šī 20 procentu atšķirība maz ietekmē lielāko daļu siltummaiņa izmēru aprēķinu. Abi ir siltumizolatori salīdzinājumā ar metāliem (piemēram, nerūsējošais tērauds ~15 W/m·K). Tāpēc PP siltummainim būs nepieciešams aptuveni tāds pats siltuma pārneses virsmas laukums kā PTFE ierīcei tādam pašam darbam, šķidruma ātrumam un temperatūrai. Nav iemesla izvēlēties PP, nevis PTFE vai otrādi, pamatojoties uz neapstrādātu siltuma veiktspēju.

PP vs PTFE siltummaiņa siltumvadītspējas zemas temperatūras skābes pētījuma galīgais secinājums ir skaidrs: atlase neizraisa siltumvadītspēju. Abi materiāli ietilpst tajā pašā zemas vadītspējas klasē, un nekādas konstrukcijas izmaiņas nav nozīmīgas.

Kāpēc PP? Ekonomiskā lieta
Galvenā polipropilēna priekšrocība ir tā lētums. PP ir termoplastiska plastmasa, ko ražo lielos daudzumos. Izejvielu izmaksas parasti ir 5-10 reizes zemākas nekā PTFE. Ir pieejamas arī lētākas ražošanas metodes, piemēram, karstās gāzes metināšana, ekstrūzija un iesmidzināšana, salīdzinot ar specializēto PTFE saķepināšanu un presēšanu. Korpusa-un-caurules vai spoles-tipa PP siltummainis tiek izgatavots par ceturtdaļu no tāda paša izmēra PTFE ierīces izmaksām. Šis izmaksu ietaupījums var būt liels neagresīvai skābei zemā temperatūrā.

Izturība pret temperatūru un ķīmiskām vielām: PP robežas
PP ir ekonomiski pievilcīgs, taču tam ir šaurs darba logs. Polipropilēnu var izmantot tikai nepārtraukti temperatūrā līdz aptuveni 80 grādiem (176 grādiem F). Temperatūrā virs šī PP kļūst mīksts, zaudē savu mehānisko izturību un zem spiediena sāk rāpot. Un otrādi, PTFE var darboties nepārtraukti 200 grādu (392 ° F) un periodiski līdz 260 grādiem. Šis ierobežojums ir pieņemams zemas temperatūras skābju režīmā (ti, zem 60 grādiem); tomēr jebkura procesa izjaukšana vai tīrīšana ar tvaiku var pārsniegt PP robežu.

No ķīmiskā viedokļa PP ir izturīgs pret daudzām atšķaidītām skābēm, bāzēm un sāļu ūdens šķīdumiem. To ietekmē spēcīgas oksidējošas skābes, piemēram, koncentrēta slāpekļskābe, sērskābe virs 70% un hromskābe. Tas arī izplešas vai izšķīst daudzos organiskos šķīdinātājos, piemēram, aromātiskajos ogļūdeņražos, hlorētos šķīdinātājos un ketonos. Tomēr PTFE augstā temperatūrā ir izturīgs pret gandrīz visām vielām, izņemot izkausētus sārmu metālus un elementāru fluoru. Tādējādi PP ir vēsu, tīru, ne-oksidējošu skābju (piemēram, atšķaidīta HCl, atšķaidīta H 2 SO 4, etiķskābe) speciālists. PTFE ir vispārēja imunitāte, augsta temperatūra un droša ikvienam.

Papildu tehniskie apsvērumi
Trauslums un UV jutība
Polipropilēns nav izturīgs pret ultravioleto (UV) gaismu. Ja siltummainis atrodas ārpus telpām vai ļoti apgaismotā vietā, UV iedarbība izraisa foto-oksidāciju, kas var izraisīt virsmas plaisāšanu un triecienizturības zudumu. PP apmainītāji ir jāaizsargā vai jāizsmidzina ar UV-izturīgiem pārklājumiem izmantošanai ārpus telpām. PTFE dabiski ir izturīgs pret UV starojumu un nepasliktinās saules gaismā.

Ugunsizturība
PP ir degoša viela, kuras ierobežojošais skābekļa indekss (LOI) ir aptuveni 18%. Kad tas ir aizdedzināts, tas viegli sadedzina ar lielu dūmu un izkausēta polimēra noplūdi. Ugunsdrošības jautājumi ietver smidzinātājus, ugunsdrošības barjeras un elektriskās zonas klasifikāciju. PTFE ir neuzliesmojošs ar LOI 95%, tas neatbalstīs degšanu un pats{5}}nodziest, kad liesmas avots tiek noņemts. Tas padara PTFE par drošāku iespēju ugunsgrēka riska zonās.

Mehāniskā izturība zemā temperatūrā
Zemā temperatūrā (piemēram, zem 10 grādiem) PP kļūst trauslāks, vairāk pakļauts trieciena bojājumiem, ko rada ūdens āmurs vai ledus veidošanās. PTFE ir izturīgs un elastīgs pret kriogēnām temperatūrām (-200 grādi). Aukstās skābes pakalpojumiem, piemēram, atdzesētam ūdenim vai atdzesētiem sālījumiem, PP siltummaiņi ir rūpīgi jāaizsargā no mehāniskiem triecieniem.

Atlases norādījumi Pakalpojumam piemērotā materiāla izvēle
PP vai PTFE siltummaiņa izvēle zemas temperatūras skābei nav termiskā izvēle, bet tikai ekonomiskās un ķīmiskās saderības izvēle. Kad lietot PP:

Skābe ir atšķaidīta, ne{0}}oksidējoša un tīra (HCl < 20%, H2SO4 < 50%, etiķskābe).

Darba temperatūra zem 60 grādiem (ar drošības rezervi zem 80 grādiem).

Tas nesatur organiskus šķīdinātājus vai spēcīgus oksidētājus.

Siltummainis tiek novietots telpās vai UV aizsargātā zonā.

Ugunsgrēka risks ir zems vai labi kontrolēts.

Zemākais. Vadošais faktors ir sākotnējā kapitāla izmaksas.

Izmantojiet PTFE:

Skābe ir karsta (virs 80 grādiem), koncentrēta vai oksidējoša (piemēram, slāpekļa, hroma vai karsta sērskābe).

Agresīvi organiskie šķīdinātāji šķidrumā.

Procesa traucējumi var īslaicīgi pārsniegt PP temperatūras robežu.

Ugunsdrošība vai UV iedarbība rada bažas.

Palielinātās sākotnējās izmaksas attaisno ilgs kalpošanas laiks un zema apkope.

Lētais, ne{0}}muļķīgs darba zirgs aukstai, maigai skābei ir polipropilēns. Augstākās klases-neuzvarams karotājs karstākai, mežonīgākai un neparedzamākai ķīmijai ir PTFE. Neviens no tiem vienmēr nav labāks, pareizais lēmums ir pilnībā atkarīgs no procesa aploksnes.

Secinājums: siltumvadītspēja nav noteicošais faktors
Lietojot skābi zemā-temperatūras, PP un PTFE siltumvadītspēja ir tik tuvu, ka siltummaiņa izmērs un veiktspēja ir praktiski salīdzināmi. Tātad runa ir par ķīmisko saderību, temperatūras ierobežojumiem, drošību un izmaksām. PP nodrošina ievērojamus izmaksu ietaupījumus un uzticamu servisu labi definētai vieglas vēsas skābes pakalpojumam. Neviena cita plastmasa nevar līdzināties PTFE izturībai pret sarežģītām, sakarsētām vai agresīvām ķīmiskām vielām, un tāpēc tā maksā vairāk. Vislabākais materiāls šim darbam ir visekonomiskākais, kas var būt atkarīgs no-un zemas-temperatūras, ne-oksidējošām skābēm šis materiāls var būt polipropilēns.