Kuo plokštės{0}}ir

Koroziniai šilumokaičiai-ir Jų pagrindinė geometrija lemia skirtingas veikimo charakteristikas, kurios gali būti naudingos kai kuriose programose. Švariems, vidutinio slėgio proceso skysčiams, plokštės-ir-rėmo konstrukcija su PTFE tarpikliais gali pasiūlyti geresnį šilumos perdavimo efektyvumą ir žymiai mažesnį plotą nei standartinis PTFE apvalkalas-ir-vamzdis.

Plokštės ir rėmo prieš korpusą ir vamzdį dizaino apžvalga
Plokšteliniai-ir-rėminiai šilumokaičiai yra sudaryti iš eilės gofruotų metalinių plokščių, suspaustų į rėmą. Kiekvienoje plokštėje yra tarpiklis (šiuo atveju PTFE arba bet koks kitas fluoropolimeras), kuris užsandarina srauto kanalus ir nukreipia karštus bei šaltus skysčius į alternatyvius kelius. Skysčiai teka per plonus vingiuotus tarpus tarp plokščių priešingos{4}}srovės arba kryžminės{5}}tekėjimo kryptimi. Gofruotės skatina turbulenciją net esant mažam srautui, o tai žymiai pagerina šilumos perdavimą.

PTFE korpuso{0}}ir Eksploatacijos skystis teka iš kitos pusės, o korozinis skystis teka per vamzdelius (arba aplink juos). PTFE vamzdžių sienelės yra šiek tiek storos, todėl šiluma perduodama laidumo būdu. Srautas paprastai yra laminarinis arba maža{5}}turbulencija, nebent naudojami dideli greičiai.

Pagrindinis skirtumas yra šilumos perdavimo paviršiaus medžiaga. Plokštės-ir-rėmo konstrukcijoje plokštės yra metalinės (dažniausiai nerūdijančio plieno, Hastelloy, titano ar kitų lydinių), o tik tarpikliai yra PTFE. Proceso skystis liečiasi su metalinėmis plokštėmis ir PTFE tarpikliais. PTFE korpuso-ir

Šiluminis našumas: didesnės U{0}}vertės pasiekiamos dėl plokštės geometrijos
Plokštelės ir rėmo keitiklis turi didžiausią pranašumą pagal bendrą šilumos perdavimo koeficientą (U-vertė). Taip yra dėl daugelio priežasčių.

Plonos metalinės plokštės - Plokščių storis paprastai yra nuo 0,5 iki 1,0 mm, kai PTFE vamzdžių sienelės yra nuo 1,0 iki 2,0 mm. Metalai (nerūdijantis plienas ~15 W/m·K, titanas ~17 W/m·K, Hastelloy ~10 W/m·K) praleidžia šilumą eilėse geriau nei PTFE (~0,25 W/m·K). Metalinė plokštė yra daug geresnis šilumos laidininkas net ir atsižvelgiant į PTFE tarpiklių atsparumą (kurie sudaro tik nedidelę viso ploto dalį).

Didelė turbulencija - Gofruotojo kartono plokštės konstrukcija sukelia didelę vietinę turbulenciją. Tai pažeidžia ribinius sluoksnius ir žymiai sumažina konvekcinį pasipriešinimą abiejose skysčių pusėse. Korpuso{3}}ir

Tikrasis skaitiklis-srovės srautas - Plokštės-ir-rėmo sistemos gali sukurti beveik tobulą priešpriešinį-srovę, maksimaliai padidindamos vidutinės temperatūros skirtumą (LMTD). Korpuso ir vamzdžio PTFE šilumokaičiai paprastai nustatomi naudojant kryžminio srauto arba mišraus srauto konfigūracijas, kurios yra mažiau termodinaminės.

Praktiškai galima tikėtis, kad naudojant tą pačią skysčių porą plokštelinio-ir Vandens tiekimo sistemoje plokštelinis keitiklis gali pasiekti 3 000 -5 000 W/m²·K, o PTFE korpuso{11}}vamzdžių blokas gali pasiekti tik 200–400 W/m²·K. Korozinių cheminių paslaugų atveju nauda vis dar yra didelė, tačiau absoliučios vertės priklauso nuo skysčio savybių ir užsiteršimo tendencijų.

Pėdsakas ir svoris: plokštės dizaino kompaktiškumas
U-vertė yra daug didesnė, todėl plokšteliniam-ir Gautas pėdsakas paprastai yra nuo vieno-trečdalio iki{5}}penktadalio PTFE apvalkalo ir vamzdžio šilumokaičio, kurio šiluminis efektyvumas toks pat. Svoris taip pat gerokai sumažėja, nes plokščių paketas yra daug lengvesnis nei PTFE vamzdžių pluoštas su metaliniu korpusu.

Plokštės{0}}ir Panašios paskirties PTFE apvalkalo-ir

Slėgio ir temperatūros apribojimai
Korpusas ir vamzdžių blokai (metalinis apvalkalas), pagaminti iš PTFE, gali būti naudojami esant vidutiniam ir aukštam slėgiui, paprastai 6-10 barų vamzdžio pusėje, 10-20 barų korpuso pusėje, priklausomai nuo konstrukcijos. PTFE vamzdžių slėgis yra ribotas, tačiau metalinis korpusas yra tvirtas. PTFE vamzdeliai gali toleruoti 110–120 laipsnių temperatūrą; PFA vamzdeliai, nuo 150 iki 180 laipsnių.

Plokšteliniams{0}}ir-rėmo keitikliams su PTFE tarpikliais taikomi griežtesni apribojimai:

Slėgis – tarpinės turi būti pakankamai suspaustos, kad prisitvirtintų prie plokščių. Reikalinga suspaudimo jėga didėja didėjant vidiniam slėgiui ir didėja tarpiklio išspaudimo arba nuotėkio galimybė. Įprastas maksimalus darbinis slėgis PTFE-plokšteliams su sandarikliais yra 6–10 barų (85–145 psi), o kai kurios sistemos yra iki 15 barų. Didesniam slėgiui reikia storesnių plokščių, sunkesnių rėmų ir specifinių tarpiklių formų, o tai padidina išlaidas.

Temperatūra - PTFE tarpikliai pradeda šliaužti ir praranda sandarinimo jėgą daugiau nei 150–180 laipsnių. Tai priklauso nuo naudojamo fluoropolimero rūšies (PTFE, PFA arba modifikuoto PTFE). Nepertraukiamam veikimui paprastai nerekomenduojama naudoti daugiau nei 160 laipsnių kampu. Kai kurios PTFE apvalkalo-ir-vamzdžių konstrukcijos (su PFA vamzdeliais) gali veikti iki 180–200 laipsnių kampu, tačiau faktinės ribos dažnai yra mažesnės.

Korozinėms paslaugoms esant aukštam slėgiui arba aukštai temperatūrai vienintelis pasirinkimas gali būti korpuso ir vamzdžio PTFE blokas. Lengvoms sąlygoms (pvz., . 5 baras ir 100 laipsnių) plokščių keitiklis yra visiškai tinkamas.

Atsparumas korozijai: lydinio ir pilno fluoropolimero plokštės
PTFE korpuso ir vamzdžių šilumokaičiai yra visuotinai atsparūs korozijai. PTFE yra beveik visiškai inertiškas visoms medžiagoms, išskyrus išlydytus šarminius metalus ir elementinį fluorą aukštoje temperatūroje. Todėl jie tinka labai agresyvioms mišrioms rūgštims, aqua regia, stipriai azoto rūgščiai ir kitiems skysčiams, kurie atakuotų daugumą metalų.

Plokštelių -ir-rėmo keitikliai su PTFE tarpikliais priklauso nuo metalinių plokščių, skirtų pirminei apsaugai nuo korozijos. Tarpinės yra vienintelė PTFE dalis. Todėl plokštės medžiaga turi būti parinkta taip, kad atlaikytų tam tikrą proceso skystį. Štai keletas įprastų parinkčių:

Nerūdijantis plienas (304/316) – Tik švelnioms rūgštims ir neutraliems tirpalams.

Hastelloy C-276 arba B-3 - Puikus atsparumas druskos rūgščiai, sieros rūgščiai ir redukuojančioms sąlygoms. Atakuoja stiprios oksiduojančios rūgštys.

Titanas (2 klasė, 7 klasė) - Puikus atsparumas oksiduojančioms rūgštims (azoto, chromo) ir chloridams. Bus užpultas vandenilio fluorido ir kai kurių redukuojančių rūgščių.

Cirkonis arba tantalas - Egzotiški lydiniai atšiaurioms aplinkybėms, bet labai brangūs.

Plokštelių keitiklis gali būti ekonomiškas sprendimas, jei proceso skystis yra suderinamas su prieinamu plokšteliniu lydiniu (pvz., titanu – azoto rūgštimi, Hastelloy – HCl). Tačiau, jei skystį sudaro kelios priešiškos rūšys (pvz., mišri rūgštis su oksiduojančiais ir redukuojančiais komponentais), nė vienas metalas negali būti priimtinas. Tokiais atvejais saugesnis pasirinkimas yra PTFE apvalkalas-ir-vamzdis su universalia varža.

Užteršimas, valymas, priežiūra
Plokštes{0}}ir-rėmo keitiklius galima tiesiog išardyti ir išvalyti. Plokštės yra nuimamos po vieną ir gali būti valomos mechaniniu būdu (šepečiu, plovimu slėgiu) arba chemiškai. Tai didelis pliusas paslaugoms, kurios sukuria minkštą ar lipnų nešvarumą. Tačiau mažytės poros tarp plokščių (dažniausiai 2–5 mm) gali būti užpildytos dalelėmis, pluoštais arba kristalizuojančiomis medžiagomis. Plokšteliniam šilumokaičiui reikia gerai pastatyto sietelio arba filtro prieš srovę, kad būtų pašalintos didesnės nei maždaug 1 mm dalelės.

PTFE korpuso{0}}ir Lygus mažos trinties PTFE paviršius taip pat neleidžia prilipti daugybei nuosėdų (žr. straipsnį apie paviršiaus energiją). Bet nuvalyti sunkiau." Vamzdžių vidaus valymas atliekamas mechaniškai (specialiais instrumentais – vamzdžių šepečiais) ir dažnai chemiškai. Vamzdžių negalima išimti po vieną apžiūrai, reikia išimti visą ryšulį iš korpuso.

Vienas iš didžiausių plokštelinio šilumokaičio privalumų yra tai, kad sugedus tarpinei arba plokštei surūdijus atskiras plokštes ir tarpines galima pakeisti per kelias valandas. PTFE apvalkalo-ir

Tipiniai kiekvienos technikos pritaikymai
Plokšteliniai-ir-rėminiai šilumokaičiai su PTFE tarpikliais dažnai naudojami teikiant švarias komunalines paslaugas (vanduo-vanduo, vandens-glikolis, žemo slėgio garai), kur skystis nėra per daug ėsdinantis. Jie matomi naudojant cheminius procesus:

Atskiestų rūgščių (pvz., . 10% sieros rūgšties) aušinimas, kai tinka titanas arba nerūdijantis plienas.

Dengimo vonios naudojamos su geru filtravimu ir vidutine temperatūra.

Šilumos atgavimas iš santykinai švarių korozinių srautų.

PTFE apvalkalo{0}}ir

Mišrios rūgštinimo linijos (HNO3+HF)

Karštas konc. druskos rūgštis.

Aqua regia ir kiti atšiaurūs mišiniai.

Atliekų rūgščių apdorojimas keičiant skysčio sudėtį

Palyginimo lentelė: plokštė ir rėmas, palyginti su apvalkalu ir vamzdžiu (PTFE)
Ypatinga plokštė ir rėmas su PTFE PTFE korpuso ir vamzdžio tarpikliais
Bendras šilumos perdavimo koeficientas (U-vertė)Didelis (3-5× didesnis nei apvalkalas-ir vamzdelis) Žemas (PTFE laidumas ribotas)
Pėdsakas (vienam darbui) (1 × pradinis lygis) Mažas Didelis (3–5 kartus didesnis)
Maksimalus nuolatinis slėgis 6–10 barų (didesnis esant specifinei konstrukcijai) 6–10 barų vamzdžio pusėje (metalinis korpusas gali būti didesnis)
Maks. nuolatinė temperatūra 150–180 laipsnių (tarpiklis-ribotas)110–120 laipsnių (vamzdžiai iš PTFE); 150–180 laipsnių (PFA vamzdeliai)
Atsparumas korozijai priklauso nuo plokščių lydinio PTFE tarpiklių Universalus (PTFE arba PFA ant visų šlapių paviršių)
Jautrumas dulkių dalelėms Aukštas (ploni tarpai, kurie linkę užsikimšti) Žemas (didesnis vamzdžio skersmuo; lygus paviršius)
Lengva prižiūrėtiLabai gera (plokštes galima išardyti ir nuvalyti šepečiu) Tinkama (reikia cheminio valymo arba vamzdelio šepečiu)
Taisomumas Aukštas (keičiamos atskiros plokštės ir tarpikliai) Ribotas (vamzdžių užkimšimas arba paketo pakeitimas)
Pirmoji kaina (pvz., pareiga) Švarus, vidutinis aptarnavimas mažesnisGeresnis bendras atsparumas korozijai
Tipiškas panaudojimas • Švarios praskiestos rūgštys • Dengimo vonios • Vandens tiekimas Agresyvios mišrios rūgštys, oksiduojančios rūgštys, įvairios sudėties atliekų srautai
Sprendimo vadovas: tinkamo šilumokaičio pasirinkimas
Sprendimas dėl plokštelinio ir rėmo šilumokaičio su PTFE tarpikliais arba PTFE apvalkalo ir vamzdžių bloko turėtų priklausyti nuo švaros, korozijos, slėgio ir skysčiui prieinamos vietos.

Pasirinkite plokštelinį{0}}ir-rėmo keitiklį, jei:

Proceso skystis yra švarus, o dalelės yra mažesnės nei 1 mm (arba yra tinkamas filtravimas).

Skystis darbinėje temperatūroje suderinamas su vidutinės kainos metalų lydiniu (nerūdijančio plieno, titano, Hastelloy).

Darbinis slėgis yra mažesnis nei 10 barų, o temperatūra žemesnė nei 150 laipsnių.

Erdvė yra ribota, o kompaktiškas plotas yra svarbus.

Labai svarbu, kad jį būtų lengva išardyti ir valyti.

Šilumokaitis bus naudojamas šilumos atgavimui arba komunalinėms reikmėms, o ne tiesioginiam kontaktui su labai reaktyviomis mišriomis rūgštimis.

Pasirinkite apvalkalą{0}}ir-vamzdinį šilumokaitį iš PTFE, kai:

Skystis sudarytas iš stipriai oksiduojančių rūgščių (azoto, chromo) arba kombinuotų rūgščių, kurios atakuotų bet kokį metalą.

Skysčio sudėtis yra nenuspėjama arba prastai apibūdinama, todėl kyla pavojus renkantis lydinį.

Skystyje yra dalelių, skaidulų ar kristalų, kurie gali užkimšti mažyčius plokštelių tarpus.

Operating pressure >10 bar or temperature >150 laipsnių (su PFA vamzdeliais).

Reikalingas universalus atsparumas korozijai be vietinio smūgio ar įdubimų pavojaus.

Įrenginys neturi techninės priežiūros galimybių reguliariai išardyti ir pakeisti tarpiklius.

Abi technologijos egzistuoja šalia--daugelyje cheminių procesų aplinkų. PTFE korpuso-ir

Išvada: kompaktiškas efektyvumas arba universalus tvirtumas
Plokšteliniai ir rėminiai šilumokaičiai su PTFE tarpikliais užtikrina aukštą šiluminį efektyvumą ir mažą plotą dėl didelės turbulencijos ir plonų metalinių plokščių. Jų U- vertės yra nuo trijų iki penkių kartų didesnės nei PTFE apvalkalų ir vamzdžių vienetų, todėl jų plotas yra žymiai mažesnis ir svoris.