Како дизајнирати ПТФЕ измењивач за примену на броду са тешким нагибом и котрљањем?

Размењивач топлоте за непрекидан рад
Измјењивач топлоте на броду никада није непомичан. Пловило се стално котрља, нагиње, скаче и подиже док реагује на оптерећење таласа и променљиво стање мора. Ови покрети постављају сву инсталирану опрему у окружење константног и вишесмерног замора-а сваки комад опреме у њему постаје дуготрајан-динамички тест стреса.

Нормалан, лагано ослоњен хоризонтални сноп цеви би се у таквим условима брзо оштетио понављаним ударима, вибрацијама и подрхтавањем. Због тога ПТФЕ измењивач прикладан за рад на мору мора бити пројектован као структурно интегрисан систем са ограниченим унутрашњим компонентама и спољним деловима инсталираним као једна чврста механичка јединица.

Правилно дизајниран ПТФЕ измењивач бродски уређај за нагибно ваљање мора се сматрати бродом унутар брода. Свака цев и свака носећа конструкција морају бити заштићени за непрекидно оптерећење олујног типа.

Измењивач мора да буде јак, самосталан блок, учвршћен изнутра као труп брода, да би издржао непрекидни потрес-успореног кретања океана.

Зашто је потребна посебна филозофија дизајна за кретање брода
Више{0}}аксијални динамички услови оптерећења
За разлику од копнених{0}}инсталација, морски системи су изложени компликованим обрасцима кретања укључујући:

Ротирање (ротација-на-бочну страну)

Ролл (бочна ротација)

Вертикални превод (подизање)

Скретање (ротација око хоризонталне осе)

Изненадни удари у тешким таласима

Ови покрети се контролишу параметрима стабилности пловила (нпр. метацентрична висина). Они одређују период котрљања и угаоно убрзање. Велики углови котрљања могу да генеришу велике инерционе силе унутар кућишта опреме.

Компоненте унутрашњих измењивача без посебних модификација дизајна могу бити предмет:

Фреттингс и вибрације цеви

замор пуцање преграде

Лабави крајеви англијске шипке

Савијање потпорне плоче

Ударно оптерећење суседних цеви

Преферирани дизајн је вертикална У-конфигурација цеви
Стабилност Гравитација{0}}помогнуто кретање
Вертикална оријентација је посебно пожељна за апликације на броду. У овом аранжману ток течности нагоре гарантује да је шкољка увек потпуно поплављена, а ефекат гравитације ће помоћи да се стабилизује дистрибуција течности унутар посуде током кретања посуде.

Предности вертикалне оријентације укључују:

Смањење ефеката бочног пљускања

Повећана стабилност фазе

Смањен ризик стварања парних џепова

Конзистентнија дисперзија топлоте под условима нагиба

У-Пакет цеви уклања фиксни напон цевних плоча
У поморској служби уобичајено је да се изабере сноп У-цеви јер дозвољава:

Независно топлотно ширење цеви

Уклањање фиксне концентрације напона у цевоводу

смањена оптерећења топлотног замора

Боља толеранција на структурно кретање

Механичка усклађеност плутајућег сегмента У-савијања је предност током комбинованог топлотног и механичког циклуса.

Унутрашње ојачање против кретања брода
Блиски размак носача цеви спречава оштећења од вибрација.
У условима јаког превртања, кретање брода значајно повећава вероватноћу интеракције -на-цев. Да би се ово надокнадило, плоче носача цеви морају бити постављене ближе него код размењивача на земљи.

Важни ефекти дизајна су:

Мањи размак цеви без ослонца

Повећана природна фреквенција вибрација цеви

Појаве котрљања осцилација мање амплитуде

Прелазно оптерећење: спречавање удара цеви

Ослонци су довољно близу да цеви делују као ограничени сноп, а не као независни флексибилни делови.

Чврсти системи преграда и спона
Преграде и споне морају бити пројектоване тако да имају јаку отпорност на замор услед цикличног кретања брода.

Захтеви за дизајн:

Повећана структурна дебљина преграда

Сетови англијске шипке за закључавање

Уређаји за закључавање против отпуштања

Ојачани завар и тачка причвршћивања

Избор причвршћивача отпорних на вибрације

Поморска опрема мора бити високог интегритета и класификацијска друштва као што су ДНВ, АБС и Ллоид'с Регистер постављају строге критеријуме. Микро{1}}померање може да изазове отпуштање причвршћивача и морају се користити системи механичког закључавања или сигурносних жица да би се то избегло.

Еквивалентна сеизмичка монтажа за поморске услуге
Континуирано сеизмичко оптерећење кретања брода
Монтажа бродске опреме се често разматра на начин који је упоредив са сеизмичким дизајном копнених структура. Убрзање котрљања и оптерећење при удару су једнаке инерционе силе које се морају пренети преко носеће конструкције.

Све већа разматрања дизајна укључују:

Вршна оптерећења на угловима котрљања и нагиба

Побољшање динамичког убрзања

Оптерећење од замора током радног века брода

Ударно оптерећење услед удара таласа

Конструкција базног оквира за тешке услове рада
Комплетан измењивач ће бити инсталиран на крути носећи оквир-класе брода, пројектован за расподелу оптерећења на структуру посуде.

Уобичајене карактеристике су:

Конструктивни елементи{0}}ојачани уметцима

Оквири, челик, заварене базе

Подлоге за монтажу{0}} против вибрација.

Оптерети основне плоче за дистрибуцију

Структурна веза{0}}у тачкама са оквиром трупа

Циљ је спречити локалну концентрацију напрезања и обезбедити равномеран пренос оптерећења у структурну мрежу пловила.

Умор од морских операција
Дуготрајно{0}}оптерећење од замора у непрекидном кретању
Чак и ако су тренутне силе у прихватљивим границама, циклично оптерећење током хиљада сати може изазвати оштећење од умора:

Носачи цеви

Заварени спојеви

Носачи конектори

{0}}Склопови англијске шипке

Монтажа интерфејса

Анализа животног века замора постаје кључни аспект процеса пројектовања, посебно за пловила која раде у екстремним морским стањима.

Резонанција: Зашто је важно избегавати
Инхерентне фреквенције унутрашњих структура треба добро раздвојити од главних узбудљивих фреквенција кретања брода. Резонантне околности могу узети мање покрете и појачати их у деструктивне осцилације.

Стратегије дизајна су:

Повећана крутост структуре

Периоди нису смањени

Додавање интерфејса за пригушивање

Оптимизација дистрибуције масе

Избор материјала и полимера за ПТФЕ системе
ПТФЕ Флексибилност помаже морском кретању
Материјали од ПТФЕ цеви имају уграђену-предност у поморским окружењима јер су:

• Одлична хемијска отпорност

Флексибилност под цикличним оптерећењима

Отпорност на морску атмосферску корозију

Ниска површинска енергија смањује ризик од загађивања

Међутим, ПТФЕ и даље треба механичко ограничење да би се избегло прекомерно кретање под динамичким оптерећењима.

Термо{0}}ефекат механичког спајања
Комбинација топлотног ширења и кретања брода резултира сложеним околностима утовара. Флексибилност У-цеви омогућава термичко ширење, а конструктивни носачи брину о механичком кретању, а тиме и стабилности система током рада.

Усклађеност са класификацијским друштвима
Обавезни критеријуми морског дизајна
ПТФЕ измењивачи за примену на бродовима морају задовољити стандарде класификационог друштва који могу укључивати:

Верификација структуралног интегритета (ДНВ, АБС, Ллоид'с Регистер)

Одобрење анализе вибрација и замора

Квалификација ударног оптерећења

Захтеви за следљивост материјала

Стандарди заваривања и израде

Ови захтеви наводе да опрема може да издржи радни век пловила у одређеним околностима окружења.

Резиме
Бродски ПТФЕ измењивач за тешке нагибе и котрљање је у основи чврста, вертикално монтирана, интерно причвршћена термална машина. Континуирано више{1}}аксијално оптерећење замором управља се У-структуром цеви, блиско распоређеним носачима цеви, ојачаним системима преграда и темељно конструисаним оквиром за монтажу.

Техника дизајна бродског котрљајућег бродског измењивача ПТФЕ претвара измењивач у јединствен структурални систем који може да издржи континуирано кретање, повремена оптерећења од удара и дуготрајно-вибрационо хабање у поморском окружењу.