Ruuhkaisen tankin todellisuus
Käyttölaitosten prosessisäiliöt keräävät sisäisiä laitteita vuosien muutosten aikana. Sekoitusakseli kulkee pystysuorassa säiliön keskikohdan läpi. Lämpötila-anturin suojasuojukset työntyvät ulos seinästä. Tasoanturin jarrutuskaivot ovat yhdessä kulmassa. Näytelinjat ja kemikaalien lisäysputket tulevat sisään ylhäältä. Lämmönvaihtimen-usein viimeisenä määritellyn tärkeän sisäisen komponentin-täytyy mahtua mihin tahansa jäljellä olevaan tilaan.
Tavallinen PTFE-lämmönvaihdin, jolla on tasainen putkipituus, ei voi mukautua tähän epäsäännölliseen käytettävissä olevaan tilavuuteen. Pitkät putket, jotka olisivat termisesti edullisimmissa paikoissa, tukkeutuvat esteillä. Lyhyet putket, jotka sopivat käytettävissä oleviin rakoihin, jättävät lämmittämättömiä kuolleita alueita muualle.
Mukautettu putken pituuden porrastaminen-muuntelemalla yksittäisten putkien pituutta nipussa vastaamaan vapaata tilaa kussakin putken asennossa-maksimoi lämmönsiirtopinnan, joka voidaan asentaa ruuhkaiseen säiliöön. Jokainen putki on niin pitkä kuin sen erityinen sijainti sallii, ja se täyttää käytettävissä olevan tilavuuden lämmityspinnalla esteenvälin rajoihin saakka.
Esteiden kartoitusprosessi
Ennen porrastetun putkinipun suunnittelua luodaan yksityiskohtainen spatiaalinen kartta kaikista säiliön sisäosista. Kartta määrittelee poissulkemisvyöhykkeet jokaisen esteen -fyysisen tilavuuden ympärille, johon lämmönvaihtimen putket eivät saa mennä. Suojavyöhykkeisiin kuuluu itse este sekä vapaavarainen lämpölaajenemis-, tärinä- ja asennustoleranssi.
Liikkuvien esteiden (sekoittimen akseli, siipipyörä) vapaa liikkumavara sisältää koko liikealueen sekä varauksen akselin taipumiseen kuormitettuna. Kiinteän esteen (lämpökävyt, ohjauslevyt) vapaa tila on tyypillisesti 25-50 mm.
Jäljellä oleva tilavuus-säiliön sisätila miinus kaikki suojavyöhykkeet-on lämmönvaihtimen käytettävissä oleva tilavuus. Tässä kirjekuoressa kullekin putkelle on määritetty pituus, joka maksimoi sen lämmönsiirtopinnan ja kunnioittaa kaikkia suojavyöhykkeiden rajoja. Sekoittimen akselin läheltä kulkevat putket ovat lyhyempiä. Esteettömällä alueella olevat putket ovat pidempiä.
Taulukko 1: Putken pituuden porrastetut parametrit ruuhkaiselle säiliölle (halkaisija 3 m, syvyys 2,5 m, keskisekoitin)
| Putken asento | Esteet Läheisyys | Suurin sallittu pituus (mm) | Todellinen määritetty pituus (mm) | Pinta-ala vs. yhtenäinen muotoilu (%) |
|---|---|---|---|---|
| Rivi 1, putket 1-5 (lähellä seinää) | Ei esteitä | 2,400 | 2,350 | +18 % (pidempi kuin yhtenäinen minimi) |
| Rivi 2, putket 6-10 | Anturin suojakaivo putkessa 8 | 2 400 (putket 6,7,9,10); 1 800 (putki 8) | 2,350; 1,750 | Vaihtelee sijainnin mukaan |
| Rivi 3, putket 11-15 | Sekoittimen akselin vyöhyke | 1,200-1,600 | 1,150-1,550 | +40 % (lyhyempi kuin yhtenäinen, mutta pidempi kuin poissulkeminen sallisi, jos yhtenäinen) |
| Rivi 4, putket 16-20 (vastapäätä seinää) | Ei esteitä | 2,400 | 2,350 | +18% |
| Kokonaislämmönsiirtopinta | – | – | – | +12% enemmän pintaa kuin yhtenäinen-pituus, joka sopii samaan säiliöön |
Lämpötehokkuusetu
Tasaisen-pituisen nipun, joka on suunniteltu sopimaan rajoittuneimpiin paikkoihin-putkien lähellä sekoittimen akselia-, kaikki putket leikattaisiin lyhimpään vaadittuun pituuteen. Tämä jättäisi esteettömille vyöhykkeille huomattavan käyttämättömän tilavuuden. Kokonaislämmönsiirtopinta-ala olisi huomattavasti pienempi kuin porrastettu rakenne.
Porrastettu rakenne palauttaa tämän kadonneen pinta-alan antamalla jokaisen putken ulottua niin pitkälle kuin sen erityinen sijainti sallii. Lisäpinta-ala parantaa suoraan lämmitystehoa tai vähentää vaadittua höyrynpainetta, mikä parantaa lämpötehokkuutta lisäämättä vaihtimen jalanjälkeä.
Porrastetut putkenpituudet jakavat lämmön myös tehokkaammin koko säiliöön. Pidemmät putket esteettömillä ulkovyöhykkeillä kompensoivat pienentyneen putken pituuden lähellä keskussekoitinta ja säilyttävät tasaisemman lämmöntuontijakauman kuin yhtenäinen lyhyt{1}}putkirakenne.
Valmistus- ja kokoonpanovaatimukset
Porrastettu{0}}pituinen putkinippu edellyttää, että jokainen putki leikataan tietyn pituiseksi ja tunnistetaan sijainnin perusteella nipussa. Putkikartta-piirustus, joka näyttää jokaisen putken sijainnin sille määritetyllä pituudella-opastaa valmistusta ja kokoonpanoa. Jokainen putki on merkitty sen sijaintitunnisteella käyttämällä pysyvää merkintämenetelmää, joka on yhteensopiva prosessikemian kanssa.
Kokoamisen aikana merkityt putket työnnetään tukilevyihin niille määrättyihin paikkoihin. Kokoojat on suunniteltu mukautumaan muuttuviin putken pituuksiin, ja putkiliitännät on sijoitettu kunkin putken päätepisteitä vastaaviksi. Porrastetut pituudet eivät vaikeuta otsikon suunnittelua; vakiopuristusliittimet hyväksyvät minkä tahansa putken pituuden.
Yhteenveto
Mukautettu putken pituuden porrastus maksimoi lämmönsiirtopinnan säiliöissä, joissa on monimutkaisia sisäisiä esteitä vaihtelemalla yksittäisten putken pituuksia vastaamaan käytettävissä olevaa vapaata tilaa kussakin paikassa. Porrastettu rakenne palauttaa pinta-alan, jonka yhtenäinen-pituusmalli uhraisi, mikä parantaa tyypillisesti kokonaispinta-alaa 10–20 % kohtalaisen ruuhkaisissa säiliöissä.
Yksityiskohtainen estekartoitus asianmukaisine välysmarginaalein määrittää käytettävissä olevan verhokäyrän. Putkikartta ohjaa valmistusta ja kokoamista, ja jokainen putki leikataan -tiettyyn pituuteensa ja tunnistetaan oikeaan paikkaan.
Suunnittelutukea porrastetun-pituuden PTFE-lämmönvaihtimen suunnittelulle on saatavilla lähettämällä säiliön sisäiset järjestelypiirustukset, esteiden mitat ja sijainnit, välysvaatimukset ja lämmitystöiden tekniset tiedot.
