Sausumo frakcija, kuri apibrėžia garų kokybę
Aukštos{0}}temperatūros dažymo įrenginys, kuriame naudojama 130 laipsnių slėginio pluošto dažymo mašina, iš centrinio katilo gauna 8 barų garą, kuris užtikrina 170 laipsnių prisotintą temperatūrą. Garai paskirstomi per vamzdynų tinklą, kurį sudaro keli šimtai metrų vamzdžio, keli vožtuvai ir izoliacija, kuri gali būti pažeista arba trūkti.
Garo kokybė prie katilo išleidimo angos paprastai yra 0,98–0,99. Garai keliaudami vamzdynų tinklu praranda šilumą aplinkai, dalis garų kondensuojasi. Kondensatas nešamas kartu su garais kaip įsinešę lašeliai, todėl sausumo dalis mažėja. Prie šilumokaičio įvado sausumo dalis gali būti 0,92–0,96, priklausomai nuo vamzdyno ilgio ir izoliacijos būklės.
Įsinešę kondensato lašeliai šilumos perdavimą veikia dviem būdais. Lašeliai atsitrenkia į vamzdžio paviršių ir sukelia vietinį aušinimą, kuris sukuria šiluminį įtampą. Lašeliai taip pat sumažina efektyvią latentinę garų šilumą, nes skystoji dalis toliau kondensuodamasi neišskiria latentinės šilumos. Rezultatas – mažesnis šilumos perdavimo greitis ir didesnis garo suvartojimas esant tokiai pačiai šilumos apkrovai.
Sausos frakcijos šilumos perdavimo efektas
Šilumos perdavimo koeficientas garų pusėje priklauso nuo kondensacijos mechanizmo. Naudojant sausus garus, kondensatas vyksta plėvele, o šilumos perdavimo koeficientas yra didelis, paprastai 5 000–10 000 W/m²·K. Esant šlapiam garui, susikaupę lašeliai ardo kondensato plėvelę ir sukuria sudėtingesnį šilumos perdavimo režimą. Šilumos perdavimo koeficientas yra mažesnis, paprastai 3000–6000 W/m²·K.
Mažesnis garo{0}}pusės plėvelės koeficientas padidina bendrą šiluminę varžą ir sumažina bendrą šilumos perdavimo koeficientą. PTFE šilumokaičio, kurio vamzdžio sienelės varža yra 0,0032 m²·K/W, o proceso -šoninės plėvelės koeficientas yra 1 000 W/m²·K, bendras koeficientas su sausais garais yra maždaug 230 W/m²·K. Naudojant šlapius garus, bendras koeficientas sumažėja iki maždaug 210 W/m²·K, ty 9 %.
Norint sumažinti bendrą koeficientą, reikia didesnio garo srauto arba aukštesnės garų temperatūros, kad būtų tiekiama tokia pati šilumos apkrova. Didesnis garo srauto greitis padidina garo sąnaudas ir eksploatavimo išlaidas.
Vandens plaktuko rizika esant žemai sausumo frakcijai
Vandens plaktukas yra rimčiausia prastos garų kokybės pasekmė. Kai sausumo dalis nukrenta žemiau 0,90, susikaupęs kondensatas gali kauptis žemiausiose vamzdyno ir šilumokaičio vietose. Kai garo greitis didėja, susikaupęs kondensatas dideliu greičiu stumiamas per sistemą ir atsitrenkia į vamzdžio lakštą, vamzdžio atramas ir vamzdžio galus.
Smūgio jėga gali kelis kartus viršyti statinį garų slėgį ir gali sukelti mechaninius PTFE komponentų pažeidimus. Vamzdžių -su -vamzdžio lakštų jungtys yra ypač pažeidžiamos, nes jose vamzdžiai yra suvaržyti ir įtempių koncentracija yra didžiausia.
Atliekant dažymo aukštoje{0}}temperatūroje paslaugą, vandens plaktuko rizika padidėja dėl dažymo mašinų su pertrūkiais veikimo. Kai mašina paleidžiama, garų vožtuvas greitai atsidaro ir garo greitis staiga padidėja. Staigus greičio padidėjimas gali išstumti susikaupusį kondensatą per šilumokaitį ir sukelti vandens plaktuką.
Vamzdžio sienelės degradacijos efektas
Kondensato lašeliai taip pat turi įtakos vamzdžio sienelės irimo greičiui. Lašeliai atsitrenkia į vamzdžio paviršių ir sukelia vietinį aušinimą, kuris sukuria šiluminį įtampą. Pakartotinis terminis ciklas nuo lašelių susidūrimo gali sukelti nuovargio įtrūkimus PTFE vamzdžio sienelėje.
Susidūrimas taip pat pašalina apsauginį kondensato sluoksnį, kuris paprastai dengia vamzdžio paviršių. Pašalinus kondensato sluoksnį, PTFE patenka į garus ir kondensato cheminę sudėtį, kurioje gali būti korozinių medžiagų iš katilo vandens valymo.
Degradacijos greitis didėja didėjant kondensato apkrovai. 0,95 sausumo frakcija sukuria didesnį skilimo greitį nei 0,98 sausumo frakcija, o visi kiti veiksniai yra vienodi.
Kiekybinis sausumo dalies poveikio našumui įvertinimas
Toliau pateiktoje lentelėje apibendrinamas šilumos perdavimo efektyvumas ir vandens plaktuko rizika esant skirtingoms sausumo frakcijoms, kai naudojamas PTFE šilumokaičio dažymas aukštoje -temperatūroje 130 laipsnių temperatūroje su 8 barų garais.
| Sausumo frakcija | Steam{0}}Šoninės plėvelės koeficientas | Bendras koeficientas | Garo suvartojimo padidėjimas | Vandens plaktuko rizika | Vamzdžio sienelės degradacijos greitis |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.99 | 8,000 W/m²·K | 235 W/m²·K | Bazinė linija | Labai žemas | Labai žemas |
| 0.97 | 6,500 W/m²·K | 225 W/m²·K | +4% | Žemas | Žemas |
| 0.95 | 5,000 W/m²·K | 210 W/m²·K | +12% | Vidutinis | Vidutinis |
| 0.92 | 3,800 W/m²·K | 195 W/m²·K | +21% | Aukštas | Aukštas |
| 0.90 | 3,000 W/m²·K | 180 W/m²·K | +31% | Labai aukštas | Labai aukštas |
| 0.85 | 2,200 W/m²·K | 160 W/m²·K | +47% | Ekstremalus | Ekstremalus |
Garo suvartojimo padidėjimas yra papildomas garų srautas, reikalingas tokiai pačiai šilumos apkrovai, palyginti su 0,99 sausumo frakcijos atveju. Vandens plaktuko rizika ir vamzdžio sienelės degradacijos greitis yra kokybiniai įvertinimai, pagrįsti kondensato apkrova ir smūgio energija.
Dizaino savybės, mažinančios žemą garų kokybę
Keletas dizaino ypatybių sumažina žemos garų kokybės poveikį.
Garų separatorius.Prieš šilumokaitį įrengtas garų separatorius pašalina susikaupusius kondensato lašelius ir padidina sausumo dalį. Separatorius paprastai yra išcentrinis arba pertvarinis{1}}įtaisas, pritaikytas garų srautui.
Garų gaudyklė.Tinkamo dydžio garų gaudyklė prie šilumokaičio išleidimo angos pašalina korpuse besikaupiantį kondensatą. Gaudyklės dydis turi atitikti mažiausią kondensato kiekį.
Gravitacinis drenažas.Šilumokaitis turi būti montuojamas su nuolatiniu nuolydžiu žemyn nuo garo įleidimo angos iki kondensato išleidimo angos. Reikėtų vengti žemų vietų, kur gali kauptis kondensatas.
Smūgio plokštė.Smūgio plokštė, esanti priešais garų įleidimo angą, sugeria garų srovės ir suneštų lašelių poveikį. Plokštė apsaugo vamzdžio lakštą ir vamzdžio galus nuo vandens plaktuko pažeidimų.
Izoliuotas vamzdynas.Garo vamzdyno izoliacija sumažina šilumos nuostolius ir kondensacijos greitį. Izoliacija turi būti geros būklės, kad būtų sumažinta sausumo dalis.
Lėtas garų vožtuvo atidarymas.Lėtai atidarius garų vožtuvą paleidžiant-, sumažėja garų greitis ir sumažėja vandens plaktuko pavojus. Rekomenduojamas lėto -atsidarymo vožtuvas arba aplinkkelio įrenginys-šildymui.
Steam kokybės kontrolės parinkčių palyginimas
Toliau pateiktoje lentelėje apibendrinamas įvairių PTFE šilumokaičio garų kokybės kontrolės parinkčių efektyvumas ir kaina, kai naudojamas dažymas aukštoje temperatūroje.
| Valdymo parinktis | Sausumo frakcijos gerinimas | Kapitalo sąnaudos | Metinės veiklos sąnaudos | Vandens plaktuko rizikos mažinimas | Atsipirkimo laikotarpis |
|---|---|---|---|---|---|
| Jokios kontrolės | Bazinė linija | $0 | $0 | Bazinė linija | Netaikoma |
| Garų separatorius | +0.03–+0.05 | $8,000–15,000 | $500–1,000 | 60–80% | 12-24 mėn |
| Patobulinta izoliacija | +0.02–+0.04 | $5,000–12,000 | $200–500 | 40–60% | 12-36 mėn |
| Gravitacinis drenažas | +0.01–+0.02 | $2,000–5,000 | $0 | 30–50% | 6-18 mėnesių |
| Smūgio plokštė | Jokių pokyčių | $1,500–3,000 | $0 | 50–70% | 6-12 mėnesių |
| Lėtai{0}}atsidarantis vožtuvas | Jokių pokyčių | $1,000–2,500 | $0 | 40–60% | 3-9 mėnesiai |
| Kombinuotas separatorius ir izoliacija | +0.05–+0.08 | $12,000–25,000 | $700–1,500 | 80–95% | 12-30 mėnesių |
Atsipirkimo laikotarpis apskaičiuojamas pagal garo suvartojimo sumažėjimą ir vandens plaktuko rizikos sumažėjimą. Kombinuotas separatorius ir izoliacija užtikrina didžiausią patobulinimą ir trumpiausią atsipirkimo laikotarpį daugelyje programų.
Aukštos temperatūros{0}}dažymo paslaugos specifikacijos parametrai
Įrangos inžinieriai, nurodantys PTFE šilumokaitį, skirtą dažymui aukštoje{0}}temperatūroje, turėtų patvirtinti šiuos parametrus tiekėjui.
Garų slėgis ir temperatūra.Nurodykite garų tiekimo slėgį ir prisotintą temperatūrą.
Garų sausumo frakcija.Nurodykite numatomą sausumo dalį prie šilumokaičio įleidimo angos.
Garų srauto greitis.Nurodykite projektinį garų srautą ir numatomą diapazoną.
Šilumos apkrova.Nurodykite šilumos apkrovą ir numatomą diapazoną.
Garų separatorius.Nurodykite, ar yra garų separatorius, ir reikiamą sausumo frakcijos pagerinimą.
Garų gaudyklė.Nurodykite garų gaudyklės tipą ir dydžio kriterijus.
Gravitacinis drenažas.Nurodykite šilumokaičio kryptį ir drenažo kelią.
Smūgio plokštė.Nurodykite, ar yra atsitrenkimo plokštė.
Izoliacija.Nurodykite garo vamzdynų izoliacijos reikalavimus.
Garų kokybę atitinkanti šilumokaičio konstrukcija
Garų kokybė turi įtakos šilumos perdavimo našumui, vandens plaktuko rizikai ir vamzdžio sienelės skilimo greičiui PTFE šilumokaityje, kai naudojamas dažymas aukštoje -temperatūroje. Jei sausumo dalis yra mažesnė nei 0,95, garo suvartojimas padidėja daugiau nei 12 % ir padidėja vandens plaktuko rizika. Jei sausumo frakcija yra mažesnė nei 0,90, garo suvartojimas padidėja daugiau nei 31 % ir kyla didelis vandens plaktuko pavojus.
Sausumo frakcija turi būti didesnė nei 0,95, naudojant garų atskyrimo, izoliacijos ir gravitacijos drenažo derinį. Garų separatorius yra pati veiksmingiausia priemonė, kuri paprastai atsiperka per 12–24 mėnesius dėl mažesnio garo suvartojimo ir priežiūros.
Aukštos{0}}temperatūrų dažymo įrenginių, vertinančių PTFE šilumokaičio galimybes, garų kokybė turėtų būti nurodyta pirkimo dokumentuose ir patikrinta pradedant eksploatuoti. Į numatytąją gamintojo pateiktą konfigūraciją gali nebūti nuostatos dėl žemos garų kokybės, o dėl to vandens plaktuko pažeidimas gali sukelti ankstyvą gedimą.
Įrangos inžinieriai ir pirkimo specialistai, vertinantys PTFE šilumokaičio specifikacijas, skirtas dažymui aukštoje -temperatūroje arba kitoms garų-šildomoms paslaugoms, gali paprašyti projekto peržiūros, apimančios garų slėgį, garų sausumo dalį, garų srauto greitį, šilumos apkrovą ir garo kokybės kontrolės sąlygas, kad įsitikintų, jog įrenginys atitinka faktinį garų įrenginio veikimo profilį.
