Sprendimas dėl eilių išdėstymo
PTFE šilumokaičio pluoštas susideda iš kelių eilių vamzdžių. Šių eilučių išdėstymas-nesvarbu, ar vienoje eilėje esantys vamzdeliai yra tiesiai už ankstesnėje eilėje esančių vamzdžių (į eilutę), ar nukrypsta per pusę vamzdžio atstumo (išskirstytas)-turi įtakos ir šilumos perdavimui, ir slėgio kritimui.
Išskirstytos eilutės padidina turbulenciją. Skystis, tekantis per pluoštą, savo kelyje susiduria su vamzdeliais, o ne pro išlygintus tarpus. Ši turbulencija padidina apvalkalo{2}}šilumos perdavimo koeficientą. Tačiau tai taip pat padidina slėgio kritimą ryšulyje. Siurbimo energija pakyla.
Įdėtos eilutės leidžia skysčiui tekėti per išlygintus kanalus mažiau trikdant. Šilumos perdavimas yra mažesnis, bet taip pat ir slėgio kritimas. Optimalus modelis priklauso nuo to, ar procesui naudingesnis šilumos perdavimas, ar sumažintos siurbimo išlaidos.
PTFE šilumokaičiams dėl mažo vamzdžio sienelės šilumos laidumo išorinis šilumos perdavimo pagerinimas yra ypač vertingas. Vamzdžio sienelės atsparumas jau yra didelis; bet koks išorinio koeficiento patobulinimas tiesiogiai pagerina bendrą U-vertę.
Šilumos perdavimo skirtumas
Kryžminio srauto vamzdžių ryšuliuose Nuselto skaičius-bedimensinis šilumos perdavimo koeficientas-priklauso nuo Reinoldso skaičiaus, Prandtl skaičiaus ir vamzdžių išdėstymo. Tam tikram Reinoldso skaičiui pakopiniai išdėstymai sukuria 15–25 % didesnius Nuselto skaičius nei eiliniai susitarimai.
Mechanizmas yra sūkurio išmetimas. Laipsniškai išdėstytas kiekvienas vamzdis išmeta sūkurius, kurie atsitrenkia į pasroviui esančius vamzdžius, sutrikdydami ribinį sluoksnį ir pagerindami maišymą. Įrenginyje pasroviui esantys vamzdžiai atsiduria po prieš srovę nukreiptų vamzdžių. Pažadinimo skystis yra lėtesnis ir jau pašildytas, todėl efektyvus temperatūros skirtumas sumažėja.
Laipsniško išdėstymo šilumos perdavimo pranašumas ryškiausias esant vidutiniam Reinoldso skaičiui (500{2}}5 000), kuris yra tipiškas korpuso pusės srauto diapazonas PTFE šilumokaičiuose, naudojamuose dengimo ir marinavimo voniose.
1 lentelė. Įterptųjų ir laipsniškai išdėstytų vamzdžių modelių našumo palyginimas (10 mm OD PTFE vamzdeliai, 25 mm atstumas centre)
| Parametras | Įdėtas (kvadratinis) raštas | Laipsniškas (trikampis) raštas | Skirtumas |
|---|---|---|---|
| Santykinis Nuselto skaičius (Re{0}} 000) | 1.0 (pagrindinis) | 1.18 | +18% |
| Santykinis šilumos perdavimo koeficientas | 1.0 | 1.15-1.25 | +15-25% |
| Trinties koeficientas (vienoje vamzdžio eilėje) | 1.0 (pagrindinis) | 1.35 | +35% |
| Santykinis slėgio kritimas (tas pats srautas) | 1.0 | 1.30-1.40 | +30-40% |
| Vamzdžiai tūrio vienetui | 1.0 (pagrindinis) | 1,15 (tankesnė pakuotė) | +15 % daugiau vamzdžių |
| Bendras U{0}}vertės pagerėjimas (su PTFE siena) | 1.0 | 1.12-1.18 | +12-18% |
| Siurbimo galios padidėjimas | 1.0 | 1.30-1.40 | +30-40% |
| Rekomenduojamas pritaikymas | Kritinis mažas srauto pasipriešinimas | Šilumos perdavimas kritinis | Dauguma PTFE programų teikia pirmenybę išskaidymui |
Nuolydžio-ir-skersmens santykis
Vamzdžių atstumas tarp-centrų ir{1}}centrų, palyginti su jų skersmeniu,-žingsnio-ir-skersmens santykis- turi įtakos abiem modeliams. Didesnis atstumas padidina turbulenciją ir šilumos perdavimą, bet taip pat padidina slėgio kritimą ir sumažina prieigą prie valymo.
PTFE vamzdeliams, išdėstytiems laipsniškai, 2,0-2,5 žingsnio-ir-skersmens santykis užtikrina geriausią šilumos perdavimo pagerinimo ir pagrįsto slėgio kritimo balansą. Santykiai, mažesni nei 1,8, sukuria tokį sandarų sandarumą, kad korpuso pusės srautas yra pernelyg apribotas. Santykiai, viršijantys 3,0, praranda laipsniško modelio turbulencijos naudą.
Įterptųjų išdėstymų atveju standartinis žingsnio{0}}ir-skersmens santykis yra 2,0. Išlyginti srauto kanalai yra mažiau jautrūs tarpui nei laipsniškas modelis.
PTFE{0}}konkretūs aspektai
PTFE vamzdžiai yra lankstūs. Išskirstytuose išdėstymuose vamzdžiai turi išlaikyti tikslų atstumą, kad būtų pasiektas numatomas šilumos perdavimo padidėjimas. Jei vamzdeliai susmunka arba pasislenka, svyravimo modelis pablogėja, o šilumos perdavimas mažėja link eilinės vertės.
Atraminės plokštės, kurių intervalai neviršija vamzdžių atramų atstumo ribų, yra būtini norint išlaikyti numatytą išdėstymą. Atraminių plokščių skylės turi būti išgręžtos pagal pakopinį raštą ir išlaikyti vamzdžio padėtį per visą tarnavimo laiką.
Santrauka
Pakopiniai vamzdžių eilių modeliai PTFE šilumokaičio pluoštuose padidina šilumos perdavimo koeficientą 15{2}}25 %, palyginti su linijiniais modeliais, o korpuso pusės slėgio kritimas padidėja 30–40 %. Daugumoje PTFE, kur vamzdžio sienelės varža yra didelė, šilumos perdavimo padidėjimas pateisina slėgio kritimo baudą.
2,0–2,5 žingsnio-ir-skersmens santykis laipsniškai optimizuoja pusiausvyrą. Pakankamas atraminių plokščių atstumas išlaiko svyravimo modelį per visą įrangos eksploatavimo laiką.
Inžinerinės rekomendacijos dėl PTFE vamzdžių pluošto išdėstymo optimizavimo pateikiamos pateikus apvalkalo{0}}šoninio srauto greitį, leistiną slėgio kritimą, skysčio savybes ir šilumos perdavimo reikalavimus.
