Kuo bajonetiniai{0}}PTFE šilumokaičiai skiriasi nuo įprastų fiksuotų vamzdžių lakštų dizaino?

Daugumos apvalkalų ir vamzdžių šilumokaičių vamzdžiai pritvirtinti prie abiejų galų. Bajonetinis šilumokaitis apverčia jį ant galvos: vamzdeliai tvirtinami tik viename gale, kitas galas gali laisvai slysti sandariame išoriniame apvalkale. Šis paprastas dizainas įveikia du ilgalaikius -problemus – karščio įtampą ir prieigą prie priežiūros. Bajonetinis išdėstymas yra viliojanti alternatyva sudėtingam paviršiaus apdailai ir cheminiams procesams, kuriuose naudojami PTFE šilumokaičiai, kur dėl didelio medžiagos šiluminio plėtimosi koeficiento (CTE) fiksuotų vamzdžių lakštų sprendimai yra varginantys.

Bajoneto konstrukcija (paaiškinta)
Bajonetinio tipo PTFE šilumokaičio pavadinimas kilo dėl bajonetinės lemputės ar vamzdžio jungties, kai viena dalis įkišama į kitą ir tvirtinama viename taške. Bajonetinis vamzdis sudarytas iš dviejų koncentrinių vamzdžių, vidinio ir išorinio vamzdžio, užsandarintų tolimajame gale pagal šilumokaičio terminologiją. Agregatas dedamas į korpusą (arba tiesiai į rezervuarą) ir tvirtinamas tik įėjimo/išleidimo angos gale-paprastai prie vamzdžio lakšto arba flanšo. Kitas strypo galas gali laisvai plėstis ir termiškai susitraukti.

Naudojant bajonetinę konfigūraciją, skysčio maršrutas paprastai yra sudarytas taip:

Eksploatacinis skystis (garai, karštas vanduo arba aušinimo skystis) tiekiamas per vidinį vamzdelį ir teka į sandarų galą.

Skystis apverčiamas sandariu galu ir teka atgal žiedine zona tarp vidinio ir išorinio vamzdžių.

Šiluma tiekiama į proceso skystį korpuso pusėje (arba rezervuaro pusėje) per išorinę vamzdžio sienelę.

Tada skystis išeina per žiedinę erdvę iš to paties galo, į kurį pateko.

Įėjimo Laisvas bajoneto vamzdžio galas yra laisvas, išskyrus sandariklį, ir gali laisvai judėti ašine kryptimi.

Pagrindiniai skirtumai nuo tradicinių fiksuotų vamzdžių lakštų dizaino
Tradiciniame stacionariame vamzdžių lakštiniame PTFE šilumokaityje vamzdžiai tvirtinami abiejuose galuose, vamzdžio lakštas yra įėjimo, o kitas - išėjimo gale. Vamzdžių pluoštas yra neatskiriama korpuso dalis, o korpuso{1}}šoniniai purkštukai yra privirinti prie korpuso. Mechaninis elgesys ir priežiūros paprastumas yra gana skirtingi.

Šiluminės įtampos apgyvendinimas
Be to, PTFE plėtimasis yra 10–20 kartų didesnis nei plieno (120–150 × 10–6 / laipsnis, palyginti su 11 × 10–6 / laipsniu). Fiksuoto vamzdžio lakšto konstrukcijoje 2 m ilgio PTFE vamzdis, pašildytas nuo 20 laipsnių iki 100 laipsnių, išsiplečia apie 12–15 mm. Abu galai yra fiksuoti, todėl šis išsiplėtimas sukuria gniuždymo jėgas, kurios gali sulenkti PTFE vamzdį arba pažeisti vamzdžių lakštų jungtis. Kad to išvengtumėte, fiksuoto vamzdžio lakšto PTFE šilumokaičiui reikės:

Plaukiojanti galvutė (leidžianti judėti vienam vamzdžio lakštui) arba

Išsiplėtimo jungtis korpuse; kitaip,

Labai trumpi vamzdžių ilgiai (riboja šilumokaičio talpą)

Kiekviena iš šių parinkčių padidina išlaidas, sudėtingumą ir galimų nutekėjimo vietų.

Kita vertus, bajonetinis PTFE šilumokaitis iš esmės yra atsparus šiluminiam plėtimuisi. Laisvasis bajoneto vamzdžio galas slysta ašine kryptimi korpuse arba išoriniame apvalkale, kai PTFE plečiasi ir susitraukia. Atsiranda kompensacinės jungties, plaukiojančios galvutės ar unikalaus medžiagų derinimo poreikis. Bajoneto forma yra ypač patraukli taikant didelius temperatūros svyravimus ar dažną terminį ciklą.

Prieiga prie priežiūros ir paketų pašalinimas
Bajoneto konstrukcija turi didelį mechaninį pranašumą, nes visas vamzdžių pluoštas gali būti pašalintas iš šilumokaičio nepažeidžiant apvalkalo{0}}šoninio vamzdyno. Ryšulėlis įdedamas į apvalkalą viename gale ir laikomas vienu flanšu arba vamzdelio lakštu. Norėdami išimti ryšulį valymui, patikrinimui ar pakeitimui:

Įleidimo / išleidimo vamzdis į vamzdžio pusę yra atjungtas.

Nuimkite ryšulio flanšinius varžtus.

Ryšulys ištraukiamas iš apvalkalo ašine kryptimi.

Korpusas yra vietoje, o visi korpuso{0}}šoniniai vamzdynai (įskaitant purkštukus, tarpiklius ir jungtis) yra nepažeisti.

Fiksuoto vamzdžio lakšto konstrukcijoje vamzdžių pluošto pašalinimas yra daug sudėtingesnis. Turi būti atidaryti du korpuso galai ir gali tekti atjungti korpuso šoninius purkštukus arba išimti visą šilumokaitį nuo linijos. Tai gali būti didelis projektas dideliems šilumokaičiams užimtose proceso vietose.

Paslaugoms, kuriose būtinas reguliarus valymas (pavyzdžiui, užsiteršusios{0}}paviršiaus apdailos vonios), paprastas ryšulio pašalinimas durtuvu yra lemiamas pranašumas. Bajonetinį ryšulį ištraukti, išvalyti ir vėl įdėti užtrunka tik valandas; fiksuotas vamzdžių lakštų paketas gali reikšti visą dieną ar daugiau prastovos.

Šilumos našumo problemos
Bajoneto dizainas turi šiluminių savybių kompromisą-. Žiedinis srauto kelias (skystis, tekantis vidiniame vamzdyje ir atgal per žiedą) suteikia dvigubo{2}}vamzdžio efektą. Yra dvi priežastys, kodėl bendras šilumos perdavimo koeficientas yra šiek tiek mažesnis nei panašaus priešpriešinio srauto fiksuoto vamzdžio lakšto konstrukcijos:

Sumažintas efektyvus temperatūros skirtumas - Srauto modelis nėra grynas priešpriešinis srautas, o priešpriešinio srauto ir lygiagretaus srauto mišinys, kuris sumažina vidutinės temperatūros skirtumą (LMTD).

Mažesnis greitis žiedo pusėje - Esant tokiam pačiam bendram srautui, žiedinio tarpo greitis gali būti mažesnis nei vieno vamzdžio, ir tai turi įtakos plėvelės koeficientui.

Tačiau šis sumažėjimas dažnai yra nedidelis (10-20 %) ir dažnai jį atsveria galimybė naudoti ilgesnius vamzdžius (nes šiluminis plėtimasis nėra ribojantis veiksnys) ir dirbti didesniu korpuso šoniniu greičiu. Daugelyje paviršių apdailos darbų naudingumo privalumai gerokai nusveria nedidelį efektyvumo trūkumą.

Medžiagos ir konstrukcija
Bajonetiniai šilumokaičiai yra populiarūs grafito ir PTFE konstrukcijoms, nes jie yra trapūs arba šliaužia veikiami įtempių, o šios medžiagos turi didelę šiluminę plėtrą. Bajoneto dizainas veikia atsižvelgiant į medžiagos savybes, o ne prieš jas.

PTFE bajonetinių šilumokaičių vidiniai ir išoriniai vamzdžiai dažniausiai gaminami iš PTFE arba PFA (perfluoralkoksi). Sandarus galas pagamintas suvirinant arba termiškai sulydant du vamzdžius. Laisvasis galas yra atviras, o vidinis vamzdis praeina per vamzdžio lakštą arba įvorę. Išorinis vamzdis yra sandariai pritvirtintas prie vamzdžio lakšto PTFE tarpikliu arba O-žiedu, kuris leidžia ašiniu būdu slysti ir neleidžia nutekėti.

Reikia pažymėti, kad laisvasis bajoneto vamzdžio galas turi būti laikomas, kad būtų išvengta vibracijos. Ilguose durtuvuose (pvz., . 3-5 m) korpuso viduje naudojami tarpiniai atraminiai žiedai arba pertvaros, nukreipiančios išorinį vamzdį, nestabdant ašinio judėjimo. Be šios paramos srauto{4}}sukelta vibracija gali sukelti susidėvėjimą ir ankstyvą gedimą.

Palyginimo lentelė: Bajonetinio ir fiksuoto vamzdelio PTFE šilumokaičio funkcija Bajonetinio tipo PTFE šilumokaičio fiksuoto vamzdelio PTFE šilumokaičio vamzdžio tvirtinimasVienas galas fiksuotas, kitas galas laisvai judėti Abu galai pritvirtinti prie vamzdžių lakštų
Termo plėtimosi vieta Inherent – ​​laisvos galinės skaidrės; kompensacinės jungties nereikia. Reikalinga slankioji galvutė, kompensacinė jungtis arba itin trumpi vamzdžiai
Ryšulio nuimamas Lengvas ryšulio ištraukimas iš vieno galo nepažeidžiant korpuso vamzdyno Sunku išardyti abu galus. Dažnai reikia nuimti šilumokaitį nuo linijos
„Shell“ purkštukai gali likti pritvirtinti išimant ryšulį Keitiklis turi būti nuimtas arba perkeltas
Vamzdžio šoninės jungtys Įėjimas ir išėjimas tame pačiame gale Įėjimas ir išėjimas priešinguose galuose (paprastai)
Srauto kelias į ir išeina per koncentrinius vamzdžius (dvigubo{0}}vamzdžio efektas) Tiesiai (vienas pravažiavimas) arba daug{1}}praėjimas su grįžtamuoju gaubtu
Šiluminis efektyvumas Šiek tiek sumažintas (LMTD pataisos koeficientas 0,85–0,95) Didesnis (gali būti tikras priešinis srautas)
Vidutinis maks. Vamzdžio ilgis Valdymas ir vibracija Ribotas šiluminis įtempisApribotas terminio plėtimosi (paprastai 1,5–2,5 m PTFE be kompensacinės jungties)
Užteršimo tolerancija Gera, ryšulėlis nuimamas valymui Sąžiningas – valymas užtrunka ilgiau.
Kaina už mažus vienetus. Vidutinis - vieno vamzdžio lakštas, be kompensacinės jungties Apatinis - Lengvesnis trumpų vamzdžių surinkimas
Didelių / ilgų vienetų kaina Mažesnė – nereikia brangių kompensatorių Didesnis – slankioji galvutė arba kompensacinė jungtis padidina išlaidas
Bajonetinių PTFE šilumokaičių praktinis panaudojimas
Cheminio apdorojimo ir paviršiaus apdailos metu durtuvų konstrukcija yra teikiama pirmenybę daugeliui specializuotų atvejų:

Sunkus terminis ciklas - Paketinės procedūros su keliais šilumokaičio šildymo ir vėsinimo ciklais kiekvieną dieną. Laisvai-slankiojantys durtuvai leidžia važiuoti dviračiu be įtampos.

Užteršimo paslaugos - Vonios, kurios palieka nuosėdas, dumblą ar organines dangas ant šilumos perdavimo paviršiaus. Svarbu, kad būtų galima reguliariai traukti ryšulį mechaniniam ar cheminiam valymui.

Agresyvi rūgštinė aplinka, kuriai reikalingas PTFE - PTFE yra chemiškai inertiškas ir nurodytas agresyvioms rūgštims (pvz., druskos, sieros, fluoro vandenilio). Bajoneto konstrukcija sumažina sandariklių ir galimų nuotėkio vietų skaičių vamzdžio pusėje.

Ribotos prieigos erdvė - Kai šilumokaitį reikia statyti duobėje, prie sienos arba tokioje vietoje, kur negalima pasiekti abiejų galų. Bajonetinis keitiklis aptarnaujamas tik viename gale.

Modifikuoti įrenginiai - Esamo fiksuoto vamzdinio lakštinio šilumokaičio keitimas su terminio nuovargio problemomis Pagrindinė šių gedimų priežastis pašalinama dėl durtuvo konstrukcijos.

Priešingai, fiksuotos vamzdžių sistemos vis dar konkuruoja dėl:

Maži, trumpi šilumokaičiai (vamzdžio ilgis < 1,5 m), kai šilumos plėtimasis nėra problema.

Taikymas be terminio ciklo. Labai gryni skysčiai.

Kai reikalingas grynas priešpriešinis srautas, siekiant maksimaliai padidinti LMTD (pvz., šilumos atgavimas su artimos temperatūros metodu).

Biudžeto apribojimų projektai, kurių pagrindinis veiksnys yra mažiausios išankstinės išlaidos.

Montavimo ir eksploatavimo svarstymai
Nurodant bajonetinį PTFE šilumokaitį, reikia atsižvelgti į keletą praktinių aspektų.

Laisvo galo atrama Laisvasis bajoneto vamzdžio galas turi būti paremtas, bet ne tvirtai pritvirtintas. Metalo-su-PTFE kontaktas apsaugotas naudojant PTFE dėvėjimosi rankoves arba mažos-trinties žiedus.

Sandarinimo konstrukcija - Stumdomas sandariklis, skirtas išoriniam vamzdžiui patekti į vamzdžio lakštą, turi leisti judėti ašiniu būdu be nuotėkio. Įprasti yra PTFE lūpų sandarikliai arba O{2}}žiedai su spyruokliniais įtaisais.

Srauto paskirstymas - Įsitikinkite, kad žiedinis tarpas yra pakankamai didelis, kad išvengtumėte pernelyg didelio slėgio sumažėjimo. Paprastai tarpas yra 2–5 mm, priklausomai nuo vamzdžio skersmens ir srauto greičio.

Vamzdžio vibracija - Reflektoriai arba atraminės plokštės turi būti išdėstytos 0,5–1,0 metro intervalais, kad būtų išvengta sūkurių -sukeliamos vibracijos. Atramos turi sudaryti sąlygas ašiniam slydimui.

Taip pat atkreipkite dėmesį, kad viename korpuse bajonetinių šilumokaičių galima montuoti daugybe. Kelių-durtuvų konstrukcijoje kartu naudojamas daug durtuvų, kurie visi tvirtinami prie to paties vamzdžio lakšto. Šis išdėstymas suteikia didelę šilumos perdavimo plotą ir prieigą prie priežiūros tik iš vieno galo.

Išvada