A függőleges geometria, amely vezérli a tervezést
A függőleges bevonatsor egy 0,8 m széles, 0,6 m mély és 2,5 m magas tartályt működtet. A munkadarabok függőlegesen haladnak át a tartályon egy légrudakon, és a hőcserélő számára rendelkezésre álló hely a két keskeny oldalfalra korlátozódik. A hőcserélő számára elérhető alapterület 0,4 m x 0,4 m, a rendelkezésre álló magasság pedig 2,0 m.
Egy szabványos vízszintes tekercsköteg 1,2 m x 0,3 m alapterületet igényel, ami nem fér el a függőleges tartályban. Nem-szabványos kialakítás szükséges.
A nem-szabványos kialakítás függőleges köteget használ, amely az egyik oldalfalhoz van rögzítve. A köteg alapterülete 0,35 m x 0,35 m, magassága 1,8 m. A csövek függőlegesen futnak, és a technológiai folyadék természetes konvekcióval vagy keverés útján felfelé áramlik a kötegen keresztül.
A függőleges köteg konfigurációja
A függőleges köteg konfigurációnak számos előnye van a függőleges bevonatsorok esetében. A függőleges tájolás lehetővé teszi, hogy a köteg elférjen a szűk oldalfalban. A függőleges csőjáratok lehetővé teszik a felmelegített folyadék felfelé ívelését a csövek mentén, ami elősegíti a természetes konvekciót és javítja a hőátadást. A függőleges tájolás azt is lehetővé teszi, hogy a kondenzátum szabadon lefolyjon a szervizoldalról, ami megakadályozza a vízszintes gőztekercsekben előforduló vízkalapácsot.
A függőleges kötegnek van néhány hátránya. A függőleges csőfuttatásokhoz magasabb köteg szükséges ugyanarra a felületre, amely esetleg nem fér bele a rendelkezésre álló magasságba. A függőleges orientáció a felső csöveket is alacsonyabb technológiai folyadéksebességnek teszi ki, ami csökkenti a hőátadási tényezőt ezen a területen.
A felület és a csövek száma
A függőleges bevonatsoros hőcserélő felületét a hőterhelés és a hőáram határértéke határozza meg. 5 kW hőterhelésű és 0,8 W/cm² hőáram-határral rendelkező tartály esetén a szükséges felület 6,3 m².
Egy 6,35 mm külső átmérőjű és 0,6 mm falvastagságú cső esetén a cső méterenkénti felülete 0,0199 m²/m. 6,3 m² felületre a teljes csőhossz körülbelül 317 m.
Egy 1,8 m-es kötegmagasságnál a cső hossza menetenként 1,8 m. A csőátmenetek száma 317 / 1.8=176. A kötegben lévő csövek számát a lábnyom és a csőtávolság határozza meg. 0,35 m x 0,35 m alapterület és 12 mm-es csőtávolság esetén a soronkénti csőszám körülbelül 29, a sorok száma pedig körülbelül 29. A teljes csőszám körülbelül 840 cső.
A nagy csőszám és a kis csőátmérő a függőleges bevonatsoros hőcserélőkre jellemző. A kis átmérő szükséges a felület eléréséhez a korlátozott alapterületen.
A cső anyaga és falvastagsága
A függőleges bevonatsoros hőcserélő csőanyagát a folyamat kémiája alapján kell kiválasztani. A savas bevonatú fürdőknél a PTFE a standard anyag. Lúgos fürdőkhöz PTFE vagy PVDF használható.
A falvastagság 0,5-0,7 mm legyen. A vékonyabb fal csökkenti a hőellenállást és a fal hőmérsékletét, de csökkenti a mechanikai szilárdságot és a kezelési sérülésekkel szembeni ellenállást is. A 0,6 mm-es fal egyensúlyt biztosít a hőteljesítmény és a mechanikai tartósság között.
A kapcsolat helye és kialakítása
A függőleges bevonatsoros hőcserélő csatlakozásait a köteg tetején kell elhelyezni, hogy lehetővé tegyék a szervizfolyadék bejutását és a kondenzátum elvezetését. A technológiai folyadék csatlakozásait a köteg alján és tetején kell elhelyezni, hogy a technológiai folyadék felfelé áramolhasson a kötegen keresztül.
A csatlakozás méretét az áramlási sebességhez és a nyomáseséshez kell méretezni. 5 m³/h üzemi folyadék áramlási sebesség és 20 kPa nyomásesési határ esetén a csatlakozás mérete 1 hüvelyk. 10 m³/h technológiai folyadékáramlási sebesség és 15 kPa nyomásesési határ esetén a csatlakozás mérete 1,5 hüvelyk.
A csatlakozásokat nagy{0}}visszanyerésű tömítésekkel kell ellátni, hogy alkalmazkodjanak a hőciklushoz. A karima névleges értékének megfelelőnek kell lennie az üzemi folyadék nyomásához.
A támasztó és szerelési tervezés
A függőleges bevonatsoros hőcserélő tartószerkezetének lehetővé kell tennie a köteg felszerelését a tartály falához anélkül, hogy zavarná a munkadarab mozgását. A támasztéknak állíthatónak kell lennie, hogy a köteg a megfelelő magasságba és igazításba kerüljön.
A támasztéknak alkalmazkodnia kell a köteg hőtágulásához. A köteg tetején lévő csúszó támaszték vagy rugalmas csatlakozás lehetővé teszi a köteg kitágulását és összehúzódását anélkül, hogy a tartály falát vagy a csatlakozásokat feszültség alá helyezné.
A rögzítést úgy kell megtervezni, hogy a köteg tisztítás vagy csere céljából eltávolítható legyen a tartály vagy a csővezeték szétszerelése nélkül. Egy gyors-leválasztó szerelvény a csatlakozásoknál és egy emelőszem a köteg tetején megkönnyíti az eltávolítást.
Az ellenőrzési és felügyeleti rendelkezések
A függőleges bevonatsoros hőcserélő vezérlésének tartalmaznia kell egy hőmérséklet-érzékelőt a folyamat kimeneténél és egy hőmérséklet-érzékelőt a bevonat zónában. A két érzékelő közötti különbség jelzi a hőátadási teljesítményt és a szennyeződés mértékét.
A szervizoldalon egy nyomásesés-érzékelő jelzi a kondenzvíz elvezetését és a nem{0}}kondenzálható gáz felgyülemlését. A folyamat oldalon található áramlásérzékelő jelzi az áramlási sebességet és a hőátadási teljesítményt.
A vezérlőrendszernek képesnek kell lennie a fürdő hőmérsékletének ±1 fokon belüli tartására. A szigorú hőmérsékletszabályozáshoz derivatív hatású PID szabályozó javasolt.
A specifikációs ellenőrzőlista
Az alábbi táblázat összefoglalja a nem szabványos PTFE hőcserélő specifikációit- függőleges bevonatsorhoz.
| Paraméter | Specifikáció | Alap |
|---|---|---|
| A tartály méretei | 0.8 m × 0.6 m × 2.5 m | Függőleges vonalgeometria |
| Rendelkezésre álló lábnyom | 0.35 m × 0.35 m | Oldalfal tér |
| Elérhető magasság | 1.8 m | Tartály magasság mínusz hasadék |
| Hőterhelés | 5 kW | Margóval számolva |
| Felületi terület | 6.3 m² | A hőterhelés osztva a hőárammal |
| Hőáram | 0,8 W/cm² | A fürdő stabilitásának határa |
| A cső külső átmérője | 6,35 mm | Korlátozott helyen elfér |
| A cső falvastagsága | 0,6 mm | Termikus és mechanikai egyensúly |
| Cső anyaga | PTFE | Kémiai kompatibilitás |
| Csőszám | 840 | Felületi terület és lábnyom |
| A köteg magassága | 1.8 m | Elérhető magasság |
| Csőtávolság | 12 mm | A kevert áramlás behatolása |
| Csatlakozás mérete (szolgáltatás) | 1 hüvelyk | Áramlási sebesség és nyomásesés |
| Csatlakozás mérete (folyamat) | 1,5 hüvelyk | Áramlási sebesség és nyomásesés |
| Csatlakozás típusa | Karimás | Termál kerékpáros szállás |
| Tömítés anyaga | Kiterjesztett PTFE | Magas felépülés |
| Támogatás típusa | Csúszó | Hőtágulás |
| Felszerelés | Falra-szerelhető | A tartály geometriája |
| Hőmérséklet érzékelők | A folyamat kimenete és a bevonat zóna | Teljesítményfigyelés |
| Nyomásesés érzékelő | Szerviz oldal | Kondenzvíz elvezetés ellenőrzése |
| Áramlásérzékelő | A folyamat oldala | Áramlási sebesség figyelése |
| Irányító rendszer | PID deriválttal | ±1 fokos hőmérsékletszabályozás |
A Költségbecslés
A nem szabványos PTFE hőcserélő ára függőleges bevonatsorhoz a felülettől, a cső anyagától, valamint a csatlakozási és vezérlési feltételektől függ. Egy 6,3 m²-es egység PTFE-csövekkel, peremes csatlakozásokkal, valamint hőmérséklet- és nyomásérzékelőkkel a tőkeköltség körülbelül 22 000–28 000 USD.
Az éves karbantartási költség körülbelül 1500–2500 USD, beleértve a tisztítást, a tömítéscserét és az érzékelő kalibrálását. Megfelelő karbantartás mellett várható élettartama 8-12 év.
A nem{0}}szabványos kialakítás és a függőleges vonalkövetelmények összehangolása
A függőleges bevonatsorhoz nem szabványos PTFE hőcserélőt a tényleges tartályméretek, a rendelkezésre álló alapterület és a folyamatkövetelmények alapján kell megadni. A függőleges köteg konfiguráció, a kis csőátmérő és a nagy csőszám a nem-szabványos kialakítás meghatározó jellemzői.
A nem szabványos kialakítás lehetővé teszi, hogy a hőcserélő egy függőleges vonal korlátozott helyébe illeszkedjen anélkül, hogy zavarná a munkadarab mozgását. A függőleges tájolás elősegíti a természetes konvekciót és a kondenzvíz elvezetését is, ami javítja a hőátadást és csökkenti a vízkalapács veszélyét.
A PTFE-hőcserélő opciókat értékelő függőleges bevonatsor létesítményeknél a nem{0}}szabványos kialakítást meg kell határozni a beszerzési dokumentumokban, és az üzembe helyezéskor ellenőrizni kell. A gyártó által megadott alapértelmezett konfiguráció egy vízszintes egység lehet, amely nem illeszkedik a függőleges tartályhoz, és az ebből eredő telepítés jelentős módosítást igényelhet.
A PTFE hőcserélő specifikációit értékelő berendezésmérnökök és beszerzési szakértők függőleges bevonatsorokhoz vagy más helyigényes szolgáltatásokhoz,{0}}tervvizsgálatot kérhetnek, amely kiterjed a tartály méreteire, a rendelkezésre álló alapterületre, a hőterhelésre, a felületre, a csőgeometriára, a csatlakozás helyére és a tartószerkezetre, hogy megbizonyosodjon arról, hogy az egység megfelel a tényleges függőleges vonalkövetelményeknek és a létesítmény költségszerkezetének.
