Pengiraan Pas Tiub
Talian tembaga tanpa elektrik PCB beroperasi pada 38-42 darjah dengan toleransi suhu yang ketat. Penukar haba PTFE mesti menghantar 35 kW tugas pemanasan menggunakan stim 2 barg. Ruang tangki yang tersedia menampung jejak gegelung 1.2 meter kali 0.8 meter. Soalan reka bentuk: berapa banyak tiub yang melalui jejak ini mencapai pemindahan haba yang diperlukan?
Pas tiub menentukan dua perkara. Lebih banyak hantaran meningkatkan jumlah panjang tiub dan luas permukaan dalam jejak tetap. Tetapi lebih banyak hantaran juga meningkatkan-penurunan tekanan sisi wap dan menyukarkan saliran kondensat. Kiraan pas yang optimum memberikan pemindahan haba yang diperlukan tanpa melebihi bajet tekanan wap atau mewujudkan masalah saliran.
Kaedah Pengiraan
Pengiraan berjalan secara berperingkat dari duti haba kepada kiraan lulus.
Luas permukaan yang diperlukan didahulukan. Dengan duti 35 kW, wap pada 133 darjah , mandian pada 40 darjah , LMTD kira-kira 85 darjah dan nilai U- 280 W/m²·K untuk PTFE dinding-nipis, kawasan yang diperlukan ialah 35,000 / (280 × 85)=1.47 m².
Panjang tiub mengikuti dari luas dan diameter tiub. Menggunakan tiub OD 8mm, setiap meter linear menyediakan 0.0251 m² luas permukaan. Jumlah panjang yang diperlukan ialah 1.47 / 0.0251=58.6 meter.
Kiraan hantaran membahagikan jumlah panjang dengan panjang setiap hantaran. Jejak kaki yang tersedia sebanyak 1.2m membolehkan laluan lebih kurang 1.1m panjang aktif. Setiap pas menyediakan 1.1m panjang tiub. Hantaran yang diperlukan: 58.6 / 1.1=53.3, dibundarkan kepada 54 hantaran.
Jadual 1: Pengiraan Pas Tiub untuk Pemanas Mandian Kuprum Tanpa Elektro 35 kW
| Parameter | Nilai | Unit |
|---|---|---|
| Kewajipan haba | 35 | kW |
| Suhu wap (2 barg) | 133 | ijazah |
| Suhu mandi | 40 | ijazah |
| LMTD | 85 | ijazah |
| Nilai U-reka bentuk | 280 | W/m²·K |
| Luas permukaan yang diperlukan | 1.47 | m² |
| Tiub OD | 8 | mm |
| Luas permukaan setiap meter linear | 0.0251 | m²/m |
| Jumlah panjang tiub | 58.6 | m |
| Panjang pas yang tersedia | 1.1 | m |
| Kiraan lulus yang dikira | 54 | pas |
| Kiraan pas yang disyorkan (dengan margin 10%) | 60 | pas |
Konfigurasi Dalam Jejak
Enam puluh hantaran dalam jejak 1.2m × 0.8m memerlukan penyusunan tiub ke dalam baris dan lajur. Dengan jarak tiub pada pusat 25mm untuk membolehkan aliran larutan di antara mereka, lebar 0.8m memuatkan 32 tiub setiap baris. Enam puluh hantaran disusun sebagai 2 baris 30 tiub sesuai dengan jejak kaki.
Dua baris boleh disusun secara menegak sebagai grid dua-tingkat. Stim memasuki pengepala pengedaran, mengalir melalui 30 tiub selari di baris atas, kembali melalui 30 tiub di baris bawah dan terkumpul dalam pengepala kondensat. Aliran stim satu-laluan dengan litar tiub selari ini meminimumkan penurunan tekanan sambil mencapai jumlah panjang yang diperlukan.
Kekangan Khusus Kuprum Tanpa Elektro
Mandian tembaga tanpa elektro memberikan kekangan reka bentuk pemanas yang unik melangkaui pengiraan haba. Mandian secara termodinamik tidak stabil. Suhu dinding yang berlebihan mencetuskan pemendapan kuprum spontan pada permukaan pemanas-masalah keluar plat-yang sama yang memusnahkan pemanas logam.
PTFE menghapuskan penyaduran pemangkin, tetapi suhu dinding masih penting. Pada suhu wap melebihi 140 darjah , penguraian mandian setempat berhampiran dinding tiub menjadi mungkin walaupun tanpa kesan permukaan pemangkin. Stim 2 barg yang dipilih menyediakan suhu tepu 133 darjah, mengekalkan suhu dinding dengan selamat di bawah ambang penguraian.
Kiraan pas mempengaruhi margin keselamatan ini. Terlalu sedikit hantaran meningkatkan halaju wap dan penurunan tekanan tetapi tidak mengubah suhu dinding. Terlalu banyak hantaran mengurangkan aliran stim tiub individu, yang berpotensi menyebabkan saliran kondensat yang tidak rata dan bintik-bintik sejuk. Konfigurasi 60-laluan yang dikira menyediakan pengagihan aliran yang seimbang.
Saliran Kondensat dalam Reka Bentuk Berbilang-Pas
Pas tiub berbilang memerlukan saliran kondensat yang betul dari setiap laluan. Kondensat yang terperangkap mengurangkan kawasan pemindahan haba yang berkesan dan mewujudkan risiko tukul air. Setiap hantaran mesti cerun ke bawah ke arah pengepala pengumpulan kondensat.
Untuk konfigurasi 60-pas dua-peringkat, baris bawah secara semula jadi mengalir ke pengepala. Baris atas memerlukan sedikit cerun yang dibina ke dalam struktur sokongan. Perangkap wap bersaiz untuk jumlah beban kondensat pada tugas penuh melengkapkan reka bentuk saliran. Perangkap terapung-dan-termostatik diutamakan untuk memodulasi beban kondensat biasa bagi mandian tanpa elektrik dikawal suhu.
Ringkasan
Pengiraan pas tiub penukar haba PTFE untuk mandian tembaga tanpa elektrik bermula dari duti haba ke kawasan permukaan ke panjang tiub untuk lulus kiraan. Contoh 35 kW menghasilkan 60 pas tiub OD 8mm yang disusun dalam grid dua-dalam jarak 1.2m × 0.8m.
Kimia kuprum tanpa elektro menambah kekangan suhu dinding yang mempengaruhi pemilihan tekanan stim. Bahan PTFE menghapuskan risiko-plat pemangkin. Reka bentuk saliran kondensat yang betul memastikan setiap laluan menyumbang sepenuhnya kepada pemindahan haba.
Analisis kejuruteraan untuk saiz penukar haba PTFE talian kuprum tanpa elektro PCB tersedia selepas penyerahan isipadu mandi, suhu operasi, -keperluan masa haba, tekanan stim yang tersedia, dimensi tangki dan data prestasi pemanas semasa.
