Masalah Aliran Tangki Panjang
Tangki sempit panjang-biasa penyaduran jalur berterusan, pemprosesan wayar dan talian PCB automatik-mengalami litar-pendek. Cecair proses yang masuk pada satu hujung mengalir terus ke alur keluar di hujung bertentangan tanpa bercampur sepenuhnya merentasi lebar tangki. Profil halaju tidak-seragam. Pemanasan tidak-seragam. Kualiti rawatan atau penyaduran berbeza mengikut lebar produk.
Penyelesaian konvensional menambah penyekat berasingan-plat menegak yang merentangi lebar tangki-untuk mengubah hala aliran dan menggalakkan pencampuran. Penyekat ini menduduki isipadu tangki, menambah kos dan menyukarkan pembersihan tangki.
Penukar haba PTFE, direka bentuk dengan geometri yang sesuai dan kekukuhan struktur, boleh berfungsi sebagai sumber pemanasan dan penyekat arah aliran-. Ikatan tiub, disusun dalam satah menegak berserenjang dengan arah aliran, bertindak sebagai penyekat separa manakala luas permukaannya yang besar menyediakan pemanasan seragam. Satu pemasangan melaksanakan dua fungsi, mengurangkan kerumitan tangki dan membebaskan volum untuk pengeluaran.
Keperluan Reka Bentuk Dwi{0}}Fungsi
Untuk berfungsi sebagai penyekat struktur, berkas tiub PTFE mesti menjangkau lebar tangki penuh dan sebahagian besar kedalaman tangki. Grid tiub disusun dalam satah menegak dengan berbilang baris dan lajur tiub. Jarak antara tiub menentukan rintangan aliran penyekat: jarak yang lebih dekat meningkatkan lencongan aliran dan penurunan tekanan; jarak yang lebih luas membolehkan lebih banyak aliran-dan mengurangkan kesan penyekat.
Jarak tiub optimum mengimbangi fungsi penyekat (pengalihan aliran) terhadap fungsi pemanasan (memaksimumkan permukaan pemindahan haba) dan penurunan tekanan (yang menjejaskan tenaga pengepaman). Analisis dinamik bendalir pengiraan bagi geometri tangki khusus menentukan jarak yang mencapai corak aliran yang dikehendaki semasa memenuhi tugas pemanasan.
Struktur sokongan untuk penukar fungsi-sekat mesti menahan daya hidrodinamik daripada aliran diubah hala. Aliran itu mengenakan beban teragih pada berkas tiub, yang dipindahkan melalui tiub ke rangka sokongan dan akhirnya ke dinding atau lantai tangki. Reka bentuk sokongan adalah lebih teguh daripada gegelung rendaman standard, menggabungkan -pendakap silang dan mata penambat tambahan.
Jadual 1: Dwi-Parameter Reka Bentuk Penukar Haba/Sekat PTFE (6m Panjang × 1m Lebar × 1.5m Tangki Dalam)
| Parameter Reka Bentuk | Pemanasan-Sahaja Reka Bentuk | Pemanasan + Reka Bentuk Penyekat | Rasional Reka Bentuk |
|---|---|---|---|
| Orientasi grid tiub | Mendatar (grid lantai) | Menegak (satah-kereta kebal silang) | Orientasi menegak bertindak sebagai penghalang aliran |
| Bilangan unit penyekat/penukar | 1 (hujung atau tengah) | 2-3 (jarak sama rata sepanjang tangki) | Berbilang penyekat mencipta laluan aliran serpentin |
| Jarak tiub (menegak × mendatar, mm) | 25 × 25 | 20 × 20 (lebih ketat untuk kesan penyekat) | Jarak yang lebih ketat meningkatkan lencongan aliran |
| Liputan grid keratan rentas tangki-(%) | 60-70% (kawasan lantai) | 80-90% (luas keratan rentas) | Liputan yang lebih besar untuk mengelirukan yang berkesan |
| Reka bentuk bingkai sokongan | Ringan; menyokong berat-diri | Teguh; menyokong beban hidrodinamik | Daya aliran boleh melebihi berat-sendiri |
| Bingkai mata sauh | 2-4 (rim tangki atau lantai) | 4-8 (dinding dan lantai tangki) | Memindahkan beban penyekat ke struktur tangki |
| Ketebalan dinding tiub (mm) | 1.0 (standard) | 1.2-1.5 (ditingkatkan untuk kekakuan) | Mengurangkan pesongan tiub di bawah beban aliran |
| Penurunan tekanan merentasi unit (Pa) | < 50 | 100-300 | Peningkatan yang boleh diterima untuk pencampuran yang lebih baik |
Pengiraan Beban Hidrodinamik
Daya aliran pada berkas tiub dikira daripada tekanan dinamik aliran menghampiri dan pekali seret tatasusunan tiub. Untuk halaju aliran-silang 0.3 m/s dalam tangki penyaduran biasa, tekanan dinamik adalah lebih kurang 50 Pa. Daya seret pada satu tiub 10mm pada halaju ini adalah lebih kurang 0.15 N setiap meter panjang tiub.
Untuk grid penyekat dengan 40 tiub setiap meter persegi luas keratan-, jumlah beban teragih ialah kira-kira 6 N/m² luas muka penyekat. Beban sederhana ini mudah disokong oleh grid tiub PTFE. Walau bagaimanapun, beban adalah berterusan dan aliran kitaran-berbeza mengikut kelajuan pam dan kadar pengeluaran-jadi reka bentuk sokongan mesti menangani keletihan serta kekuatan statik.
Rangka sokongan menggabungkan anggota struktur PTFE atau PVDF bersaiz untuk beban yang dikira dengan faktor keselamatan 3 pada kekuatan hasil pada suhu operasi maksimum. Sambungan bingkai ke struktur tangki menggunakan pengikat bertebat PTFE-untuk mengelakkan kakisan galvanik.
Prestasi Terma dan Aliran
Reka bentuk dwi-fungsi memberikan pemanasan yang lebih seragam daripada grid yang dipasang pada lantai standard-kerana orientasi penyekat menegak memaksa bendalir proses mengalir melalui berkas tiub dan bukannya melepasinya. Setiap unsur bendalir melepasi dekat dengan permukaan tiub yang dipanaskan. Konfigurasi aliran silang-mencapai pekali pemindahan haba luaran yang lebih tinggi daripada perolakan semula jadi yang mendominasi dalam tangki yang tidak bercelaru.
Pertukaran-ditambahkan tenaga mengepam untuk mengatasi kejatuhan tekanan pada setiap penyekat. Untuk kebanyakan aplikasi tangki penyaduran halaju rendah-, penurunan tekanan ialah 100-300 Pa setiap sekat-bersamaan dengan 10-30mm lajur air-dan tenaga pengepam tambahan boleh diabaikan.
Ringkasan
Penukar haba PTFE direka sebagai penyekat struktur menggabungkan pemanasan dan arah aliran dalam satu pemasangan. Grid tiub menegak merentangi bahagian-tangki, mengubah hala aliran untuk mengelakkan litar- pintas sambil menyediakan pemanasan seragam melalui kedalaman tangki penuh. Jarak tiub yang lebih rapat, bingkai sokongan yang teguh dan ketebalan dinding tiub yang meningkat menyesuaikan reka bentuk penukar PTFE standard kepada keperluan dwi-fungsi.
Reka bentuk bersepadu mengurangkan kerumitan tangki, membebaskan volum pengeluaran, dan meningkatkan prestasi terma dan hidraulik berbanding sistem pemanasan dan membingungkan yang berasingan.
Sokongan kejuruteraan untuk dua-fungsi reka bentuk penukar haba/sekat PTFE tersedia selepas penyerahan dimensi tangki, kadar aliran, konfigurasi pengadukan, tugas pemanasan dan corak aliran yang dikehendaki.
