Masalah Pemasangan Jauh
Kekangan ruang kadangkala memaksa pemasangan penukar haba PTFE jauh dari tangki proses. Penukar terletak di atas mezanin, di dalam bilik bersebelahan, atau di luar bangunan. Paip yang saling bersambung membawa cecair proses yang dipanaskan dari penukar ke tangki dan mengembalikan cecair yang disejukkan untuk dipanaskan semula.
Setiap meter paip yang saling bersambung kehilangan haba ke persekitaran sekeliling. Larutan yang dipanaskan meninggalkan penukar PTFE pada 65 darjah mungkin tiba di tangki pada 58 darjah. Penurunan suhu mewakili kehilangan kapasiti pemanasan. Penukar mesti bekerja lebih keras untuk mengimbangi, meningkatkan penggunaan wap dan berpotensi melebihi tugas reka bentuknya.
Soalan untuk jurutera reka bentuk: berapa banyak kapasiti yang hilang, dan berapa panjang paip pemasangan jauh menjadi tidak ekonomik?
Mekanisme Kehilangan Haba
Kehilangan haba daripada paip yang saling bersambung mengikut hukum penyejukan Newton. Kadar kehilangan haba bergantung pada perbezaan suhu antara bendalir dan udara ambien, luas permukaan paip, dan pekali pemindahan haba keseluruhan daripada bendalir ke ambien.
Paip logam tidak bertebat kehilangan haba dengan cepat. Penyelesaian pembawa paip berdiameter 50mm pada 65 darjah melalui ambien 20 darjah kehilangan kira-kira 150-250 W bagi setiap meter linear. Dalam larian 20 meter, kerugian ialah 3-5 kW. Untuk sistem pemanasan 30 kW, ini mewakili pengurangan kapasiti 10-17%.
Paip bertebat mengurangkan kerugian dengan ketara. Penebat bulu mineral atau buih 25-50mm yang ditetapkan dengan betul mengurangkan kehilangan haba kepada 20-40 W per meter. Larian 20 meter yang sama kehilangan hanya 0.4-0.8 kW-1-3% kapasiti sistem yang boleh diurus.
Jadual 1: Kehilangan Haba daripada Paip Bersambung (Paip 50mm, Cecair 65 darjah, Ambien 20 darjah)
| Keadaan Penebat | Kehilangan Haba setiap Meter (W/m) | Kehilangan Larian 10m (kW) | Kehilangan Larian 20m (kW) | Kehilangan Kapasiti Berkesan (Sistem 30 kW) |
|---|---|---|---|---|
| Paip keluli tidak bertebat | 200 | 2.0 | 4.0 | 13% |
| Paip PTFE tidak bertebat | 160 | 1.6 | 3.2 | 11% |
| Penebat bulu mineral 25mm | 35 | 0.35 | 0.7 | 2.3% |
| Penebat bulu mineral 50mm | 18 | 0.18 | 0.36 | 1.2% |
| Paip pra-tertebat (diisi-buih). | 12 | 0.12 | 0.24 | 0.8% |
Anggaran nilai kehilangan haba untuk paip mendatar dalam udara pegun. Kerugian sebenar bergantung pada halaju angin, penyokong paip, dan integriti penebat.
Pertimbangan Paip PTFE
Paip sambung PTFE mempunyai kekonduksian terma yang lebih rendah daripada logam, memberikan penebat wujud yang sederhana. Kehilangan haba daripada paip PTFE tidak bertebat adalah kira-kira 20% lebih rendah daripada paip keluli yang setara. Kelebihan kecil ini tidak menghilangkan keperluan untuk penebat pada larian yang lebih lama.
Paip PTFE mempunyai pekali pengembangan haba yang tinggi. Larian lurus yang panjang memerlukan gelung pengembangan atau belos untuk mengelakkan tekanan berlebihan pada titik tetap. Penginapan pengembangan mesti disepadukan dengan sistem penebat untuk mengelak daripada mewujudkan bahagian tidak bertebat pada sambungan pengembangan.
Jarak sokongan untuk paip PTFE lebih dekat daripada keluli kerana kekakuan yang lebih rendah. Menyokong mencipta jambatan haba melalui penebat. Setiap sokongan harus mengandungi pad penebat antara paip dan pengapit sokongan untuk meminimumkan kehilangan haba setempat.
Garis Panduan Reka Bentuk untuk Pemasangan Jauh
Minimumkan panjang paip dahulu. Cari penukar haba PTFE berdekatan dengan tangki seperti yang dibenarkan oleh kekangan fizikal. Setiap meter yang disimpan mengurangkan kehilangan haba dan kos modal untuk paip dan penebat.
Penebat dengan teliti. Semua paip sambung panas, termasuk kelengkapan, bebibir, dan injap, hendaklah dilindungi. Pad penebat boleh tanggal membenarkan akses bebibir dan injap tanpa kehilangan haba kekal.
Saiz penukar dengan kehilangan haba yang dikira termasuk dalam tugas reka bentuk. Beban proses 30 kW dengan kehilangan paip 2 kW memerlukan penukar 32 kW, bukan 30 kW. Kos tambahan adalah kecil berbanding penemuan berprestasi rendah selepas pemasangan.
Pertimbangkan kadar aliran edaran semula yang dipam. Kadar aliran yang lebih tinggi meningkatkan kehilangan haba setiap meter sedikit tetapi mengurangkan penurunan suhu setiap pas. Kesan bersih pada suhu yang dihantar bergantung pada konfigurasi paip tertentu.
Ringkasan
Pemasangan penukar haba PTFE jauh kehilangan kapasiti pemanasan melalui kehilangan haba paip bersambung. Paip tanpa penebat sepanjang larian 10 meter boleh kehilangan lebih 10% kapasiti sistem. Penebat yang betul mengurangkan kerugian kepada 1-3%.
Garis panduan reka bentuk mengutamakan meminimumkan panjang paip, penebat semua permukaan panas, dan termasuk kerugian yang dikira dalam saiz penukar. Kekonduksian terma paip PTFE yang lebih rendah memberikan kelebihan yang kecil tetapi tidak menggantikan penebat.
Analisis kejuruteraan untuk reka bentuk pemasangan penukar haba PTFE jauh tersedia selepas penyerahan susun atur paip, bahan dan diameter paip, suhu bendalir, keadaan ambien dan spesifikasi penebat yang tersedia.
