Kādi ir ieguvumi, ja tiek izmantota daudzkārtu konstrukcija PTFE apmaiņai ar stingru temperatūras pieeju?

Viens no sarežģītākajiem termiskajiem darbiem ir stingra temperatūras pieeja, kurā aukstuma izvadam jābūt gandrīz tikpat karstam kā karstā ieplūdei. Viena gājiena PTFE siltummainim būtu jābūt ar lielu siltuma pārneses laukumu zema ātruma un sliktas LMTD korekcijas dēļ. Plūsmas sadalīšana vairākos gājienos rada būtiskas hidrauliskā un termiskā līdzsvara izmaiņas.

Termiskais izaicinājums tuvuma{0}}pieejas lietojumiem
Stingras temperatūras pieejas daudzkārtu PTFE apmaiņas darbā ierobežojošais faktors ir ne tikai siltuma slodze, bet arī nelielā temperatūras starpība, kas pieejama siltuma pārneses veicināšanai. Pazeminoties tuvošanās temperatūrai, nepieciešamais siltuma pārneses virsmas daudzums strauji palielinās.

Ja ir iestatīta viena caurlaide{0}}, ātrums caurules pusē bieži ir mazāks, jo plūsma tiek sadalīta starp visām pieejamajām caurulēm vienlaikus. Tas rada zemākus Reinoldsa skaitļus, vājāku turbulenci un zemāku siltuma pārneses koeficientu. Tajā pašā laikā LMTD korekcijas koeficients var būt mazāk labvēlīgs sliktas temperatūras krustošanās izturēšanās dēļ garās, vienas piegājienos konfigurācijās.

Rezultāts ir liels siltummaiņa nospiedums, kas daudzām instalācijām kļūst pārmērīgs.

Vairāku -pāreju dizains uzlabotai termiskajai veiktspējai
Lielāks ātrums caurules pusē
Vairāku{0}}pāreju izkārtojumā kopējais katrai caurlaidei pieejamo cauruļu skaits tiek samazināts. Līdz ar to vienāds plūsmas ātrums tiek virzīts caur mazāku plūsmas reģionu katrā gājienā.

Tas palielina caurules sānu ātrumu, kas nekavējoties palielina Reinoldsa skaitli. Liels konvektīvās siltuma pārneses uzlabojums tiek iegūts, jo iekšējās plūsmas siltuma pārneses koeficienti ir ļoti atkarīgi no Reinoldsa skaitļa.

Praktiski tiek palielināta turbulences intensitāte, samazināts robežslāņa biezums un samazināta siltuma pretestība caurules pusē.

Labāk izmantot efektīvu siltuma pārnesi
Ir paredzēts sods LMTD korekcijas koeficienta samazinājuma izteiksmē, izmantojot vairāku -pieeju sistēmu. Tomēr šauras pieejas apstākļos šis sods parasti tiek kompensēts. Tas ir tāpēc, ka siltuma pārneses koeficients dominē, ja temperatūras izmaiņas ir minimālas.

Palielinoties ātrumam, siltuma pārneses veiktspējas uzlabojums parasti atsver LMTD korekcijas radītos zaudējumus. Tas nodrošina vispārēju siltummaiņa efektivitātes uzlabošanos un tādu pašu termisko slodzi, kas tiek iegūta pie samazinātas virsmas.

Šī daudzkārtu PTFE apmaiņas stingrās temperatūras pieejas konfigurācija nodrošina stingrākas temperatūras krustošanas situācijas bez nopietna aprīkojuma piesārņojuma.

Mehāniskie apsvērumi un kompromisi{0}}
Vairāku -pāreju dizains rada hidraulisku un mehānisku sarežģītību. Spiediena kritums caurules pusē palielinās, mainoties plūsmas virzienam un efektīvajam plūsmas ceļa garumam. Sadalījumam korpusa pusē jāspēj risināt arī arvien sarežģītākas ieplūdes un izplūdes sistēmas.

Tas palielina galvenes dizaina nozīmi, jo plūsmai jābūt vienādi sadalītai starp gājieniem, lai izvairītos no nepareizas sadales un lokalizētas nepietiekamas veiktspējas.

Jāņem vērā arī termiskā stresa faktori. Vairākas caurlaides rada temperatūras atšķirības visā caurules garumā, kas var radīt izplešanās atšķirības. Patiesībā PTFE ir diezgan elastīgs un var aizņemt lielu siltuma izplešanos, tāpēc mehāniskais spriegums rada daudz mazāk raižu nekā ar metāliskiem apmainītājiem.

Galvenes konstrukcijai jābūt pareizai, lai termiskā attīstība un kustība notiktu, neierobežojot caurules integritāti.

Dizaina ietvars un standarti
Vairāku -pāreju iestatījumi ir plaši ieviesti siltummaiņu projektēšanas standartos, piemēram, TEMA, kur LMTD korekcijas koeficienti tiek norādīti atkarībā no caurlaides izvietojuma un plūsmas konfigurācijas. Šie parametri ir svarīgi, lai pareizi prognozētu termisko veiktspēju ne-ideālā plūsmas ģeometrijā.

Projekta apstiprināšana bieži ietver iteratīvus termiskos un hidrauliskos aprēķinus, lai vienlaikus izpildītu spiediena krituma un siltuma pārneses prasības.

Projektēšanas līdzsvars darbības ierobežojumu apstākļos
Galvenais dizaina mērķis ir panākt pieņemamu spiediena kritumu un mehānisko sarežģītību, vienlaikus saglabājot uzlabotu siltuma pārneses veiktspēju. Izvēle bieži ir 2 vai 4 pakāpju konfigurācija, lai līdzsvarotu ātruma palielināšanu un sistēmas vienkāršību.

To kompensē paaugstināts siltuma pārneses koeficients un mazāka virsmas platība, neskatoties uz spiediena krituma pieaugumu, jo īpaši cieši savienotās sistēmās vai ierobežotas telpas sistēmās.

Rezumējot
PTFE siltummaiņiem vairāku -pāreju topoloģijas ir efektīvs un plaši izmantots risinājums gadījumos, kad termiskai darbībai nepieciešama stingra temperatūras pieeja.

Tas liek šķidrumam veikt garāku, regulētāku ceļu, ļaujot siltummaiņam darboties efektīvāk ar mazāku nospiedumu. Tas padara vairāku -pāreju dizainu par būtisku metodi augstas veiktspējas siltuma apmaiņai{2}}nodrošinot stingriem temperatūras ierobežojumiem.