Perpildyto tanko realybė
Per daugelį metų vykstančių modifikacijų procesų rezervuarai veikiančiose gamyklose kaupia vidinę įrangą. Per bako centrą vertikaliai eina maišytuvo velenas. Iš sienos išsikiša temperatūros jutiklio termošuoliukai. Lygio jutiklio stabdymo šuliniai užima vieną kampą. Mėginių linijos ir cheminių medžiagų įpylimo vamzdeliai patenka iš viršaus. Šilumokaitis-dažnai paskutinis pagrindinis nurodytas vidinis komponentas-turi tilpti į bet kokią likusią vietą.
Standartinis PTFE šilumokaitis su vienodo ilgio vamzdžiais negali atitikti šio netaisyklingo turimo tūrio. Ilgi vamzdžiai, kurie užimtų termiškai palankiausias vietas, yra užblokuoti kliūtimis. Trumpi vamzdžiai, tinkantys turimiems tarpams, palieka nešildomas negyvas zonas kitur.
Pasirinktinis vamzdžio ilgio skirstymas-pakeitus atskirų vamzdžių ilgį ryšulyje, kad atitiktų turimą laisvą erdvę kiekvienoje vamzdžio padėtyje-, padidina šilumos perdavimo paviršių, kurį galima įrengti perpildytame rezervuare. Kiekvienas vamzdis yra tokio ilgio, kiek leidžia jo konkreti vieta, užpildydamas turimą tūrį kaitinimo paviršiumi iki kliūčių atstumo ribų.
Kliūčių kartografavimo procesas
Prieš projektuojant pakopinį vamzdžių pluoštą, sukuriamas išsamus visų rezervuaro vidinių dalių erdvinis žemėlapis. Žemėlapyje apibrėžiamos išskirtinės zonos aplink kiekvieną kliūtį{1}}fizinis tūris, į kurį neturi patekti šilumokaičio vamzdžiai. Išskyrimo zonos apima pačią kliūtį ir laisvą ribą šiluminiam plėtimuisi, vibracijai ir montavimo tolerancijai.
Judančių kliūčių (maišytuvo veleno, sparnuotės) laisvoji riba apima visą judesių diapazoną ir veleno įlinkį esant apkrovai. Stacionarių kliūčių (termo šulinių, pertvarų) prošvaisa paprastai yra 25–50 mm.
Likęs tūris-baiserio viduje atėmus visas išskirtines zonas-yra šilumokaičio turimas apvalkalas. Šiame apvalkale kiekvienam vamzdžiui priskiriamas ilgis, kuris maksimaliai padidina jo šilumos perdavimo paviršių, kartu laikantis visų išskirtinės zonos ribų. Vamzdžiai, einantys šalia maišytuvo veleno, yra trumpesni. Vamzdžiai neuždengtose zonose yra ilgesni.
1 lentelė. Perpildyto bako vamzdžio ilgio skirstymo parametrai (3 m skersmuo, 2,5 m gylis, centrinis maišytuvas)
| Vamzdžio padėtis | Kliūčių artumas | Didžiausias leistinas ilgis (mm) | Faktinis nurodytas ilgis (mm) | Paviršiaus plotas ir vienodas dizainas (%) |
|---|---|---|---|---|
| 1 eilutė, 1–5 vamzdžiai (prie sienos) | Jokių kliūčių | 2,400 | 2,350 | +18 % (ilgesnis už vienodą minimumą) |
| 2 eilutė, 6-10 vamzdžiai | Jutiklio šilumnešis prie 8 vamzdžio | 2 400 (vamzdžiai 6,7,9,10); 1 800 (8 vamzdis) | 2,350; 1,750 | Skiriasi priklausomai nuo padėties |
| 3 eilutė, 11-15 vamzdžiai | Maišytuvo veleno zona | 1,200-1,600 | 1,150-1,550 | +40 % (trumpesnis nei vienodas, bet ilgesnis, nei būtų galima išskirti, jei vienoda) |
| 4 eilutė, 16-20 vamzdžiai (priešinga siena) | Jokių kliūčių | 2,400 | 2,350 | +18% |
| Bendras šilumos perdavimo paviršius | – | – | – | +12% daugiau paviršiaus nei vienodo ilgio{1}}dizainas, tinkantis tam pačiam bakui |
Šiluminio efektyvumo nauda
Vienodo-ilgio ryšulėlis, sukurtas taip, kad tilptų labiausiai ribotoje vietoje-vamzdžiams šalia maišytuvo veleno-visi vamzdeliai būtų nupjauti iki trumpiausio reikiamo ilgio. Taip netrukdomose zonose liktų didelis nepanaudotas tūris. Bendras šilumos perdavimo paviršius būtų žymiai mažesnis nei laipsniškas dizainas.
Laipsniškas dizainas atkuria šį prarastą paviršiaus plotą, leisdamas kiekvienam vamzdžiui išsiplėsti tiek, kiek leidžia jo konkreti vieta. Papildomas paviršiaus plotas tiesiogiai pagerina šildymo galią arba sumažina reikiamą garų slėgį, todėl šiluminės savybės yra naudingos nepadidinant šilumokaičio ploto.
Išskirstyti vamzdžių ilgiai taip pat efektyviau paskirsto šilumą visame rezervuare. Ilgesni vamzdžiai neuždengtose išorinėse zonose kompensuoja sumažėjusį vamzdžio ilgį šalia centrinio maišytuvo, išlaikant tolygesnį šilumos tiekimo pasiskirstymą nei vienodo trumpo{1}}vamzdžio dizaino.
Gamybos ir surinkimo reikalavimai
Laipsniško{0}}ilgio vamzdžių pluoštas reikalauja, kad kiekvienas vamzdelis būtų supjaustytas iki konkretaus ilgio ir identifikuojamas pagal vietą ryšulyje. Vamzdžio žemėlapis-brėžinys, kuriame pavaizduota kiekviena vamzdžio padėtis su jai priskirtu ilgiu-nurodoma gamyba ir surinkimas. Kiekvienas vamzdelis yra paženklintas jo padėties identifikatoriumi naudojant nuolatinį žymėjimo metodą, suderinamą su proceso chemija.
Surinkimo metu paženklinti vamzdeliai įkišami į atramines plokštes tam skirtose vietose. Antgaliai suprojektuoti taip, kad atitiktų kintamo ilgio vamzdžius, o vamzdžių jungtys yra išdėstytos taip, kad atitiktų kiekvieno vamzdžio galinius taškus. Skirstyti ilgiai neapsunkina antraštės dizaino; standartinės suspaudimo jungiamosios detalės priima bet kokį vamzdžio ilgį.
Santrauka
Pasirinktinis vamzdžio ilgio skirstymas maksimaliai padidina šilumos perdavimo paviršių rezervuaruose su sudėtingomis vidinėmis kliūtimis, keičiant atskirų vamzdžių ilgius, kad atitiktų turimą laisvą erdvę kiekvienoje padėtyje. Laipsniškas dizainas atkuria paviršiaus plotą, kurį paaukotų vienodo ilgio konstrukcija, paprastai vidutiniškai perpildytose talpyklose bendras paviršius pagerinamas 10–20 %.
Išsamus kliūčių žemėlapis su atitinkamomis tarpo paraštėmis apibrėžia turimą apvalkalą. Vamzdžių žemėlapis nurodo gaminimą ir surinkimą, kiekvienas vamzdis supjaustomas į tam tikrą -ilgį ir identifikuojamas, kad jis būtų tinkamai išdėstytas.
Laipsniško{0}}ilgio PTFE šilumokaičio projektavimo inžinerinis palaikymas pasiekiamas pateikus bako vidaus išdėstymo brėžinius, kliūčių matmenis ir vietas, atstumo reikalavimus ir šildymo specifikacijas.
