Како одабрати исправну величину млазнице за ПТФЕ измењивач да бисте смањили пад притиска?

Размењивач топлоте има{0}}бочну течност која улази и излази кроз млазнице које су генерално много мање од омотача главног измењивача. Ове млазнице су хидрауличке констрикције у којима се убрзава проток и ствара турбуленција и у које се може убризгати велики део укупног губитка притиска у систему. Овај утицај је много важнији код ПТФЕ-обложених или ПТФЕ-цевних измењивача где превелика улазна брзина може допринети вибрацијама, хабању цеви и лошим перформансама пумпања.

У случају ПТФЕ измењивача величине млазнице минимизирајте пад притиска Избор млазнице је основни корак хидрауличке оптимизације, а не накнадни механички детаљ.

Зашто дизајн млазнице узрокује ограничење протока пада притиска и пораст брзине
Ако константна запреминска брзина протиче кроз смањену површину попречног пресека, брзина флуида се пропорционално повећава. Ово повећање брзине изазива не-нелинеарно повећање пада притиска, посебно са повећањем турбуленције на улазу и постојећим областима.

Главни утицаји су:

Локално убрзање млаза течности

Повећање интензитета турбуленције

Већи губици трења

Појачане динамичке осцилације притиска

Мала смањења пречника млазнице могу довести до претерано значајних хидрауличких казни пошто се губитак притиска снажно повећава са брзином.

Утицај на унутрашњост измењивача топлоте ПТФЕ
У поређењу са металним системима, ПТФЕ цевни снопови су механички и термички осетљиви. Мале млазнице могу довести до уласка и производње млаза велике брзине

Вибрације у локалној цеви

Механички квар носача цеви.

неправилна дистрибуција тока у снопу

Убрзана деградација у суспендованим честицама

Повећан ниво буке у гасном сервису

То значи да дизајн млазнице директно утиче на животни век измењивача.

Хидраулична логика за димензионисање млазница
Критеријуми дизајна засновани на брзини{0}}
Један важан циљ дизајна је ограничити брзину млазнице на одређену вредност. Индустријска пракса је генерално да се користи комбиновани параметар који се зове рхо-в-квадрат (ρв²) да би се ограничио утицај момента и потенцијал ерозије.

Параметар је дефинисан на следећи начин:

Брзина на квадрат к густина

Ова вредност је динамички енергетски интензитет протока који иде у измењивачу.

Типична ограничења дизајна за течности које нису абразивне и нису корозивне су:

~2232 кг/м*с^2

Еквивалентно приближно 15 фт/с за воду

За услуге гаса, дозвољене брзине су додатно смањене због:

Производња акустичне буке

Вибрационо узбуђење

Могуће убрзање ерозије{0}} корозивног

Рад унутар ових граница помаже да се обезбеди стабилно хидраулично деловање.

Ефекат повећања пречника млазнице
Већа млазница, нижа брзина за дати запремински проток. И то вам даје:

Смањен пад притиска

Мања производња турбуленције.

Смањена емисија буке

Смањен механички стрес на унутрашњим деловима

Међутим, са инжењерског становишта постоје{0}}уступци:

Већа цена производње

Потребне су велике прирубничке везе

Већа величина коверте опреме

Повећано механичко оптерећење на спојевима шкољке

Због тога је-однос између механичких ограничења и хидрауличких перформанси од суштинског значаја.

Промена протока и облика млазнице
Профили за несметан улазак и излазак
Поремећаји протока су мањи када се прелази између цевовода и млазница измењивача дешавају постепено, а не изненада. Млазница је руковање између цеви и измењивача. Чврсто широко руковање ставља мање стреса на обе стране система.

Дизајн млазница обично укључује за глатко хидраулично понашање:

Конусни редуктори или експандери

Улазни профили заобљени

Промене мале брзине

Поједностављена унутрашња геометрија

Ове карактеристике помажу да се минимизирају зоне раздвајања и смање локални губици енергије.

Утицај на дистрибуцију на страни љуске
Неједнака дистрибуција улаза може значајно да утиче на термичке перформансе ПТФЕ измењивача са омотачем{0}}и-цеви. Правилна величина млазнице и помоћ у геометрији осигуравају да:

Конзистентна дистрибуција -бочног тока шкољке

Равномерни пренос топлоте у цевима

Смањене мртве зоне или обилазни проток

Стабилан топлотни градијент

Проблеми сервиса гаса и течности
Ограничења за течне услуге
За течне системе, дизајн млазница је углавном вођен:

Ограничења брзине (критеријум ρв2)

Оптимизација снаге пумпе

Опасност од ерозије честица

Чак и за чисте течности, велика брзина млазнице може изазвати значајно смањење притиска.

Ограничења гасне услуге
За рад у гасној фази, преовладава неколико разматрања:

Ефекти компресибилности.

Ризик од акустичне резонанце

Области протока великог Маховог броја

Стандарди буке у биљној средини

У раду на гас велике млазнице се често користе за смањење брзине и спречавање звучних или скоро{0}}звучних околности.

Приступ дизајну у стварном свету
Степвисе Сизе Аппроацх
Типичан систематски приступ димензионисању млазница је следећи:

Одређивање пројектованог протока

Прорачун дозвољене брзине из граница ρв²

Избор минималног унутрашњег пречника

Допринос верификацији смањења притиска

Механичка компензација ограничења прирубнице

Ово гарантује одржавање хидрауличних перформанси без угрожавања интегритета структуре.

Интеграција са системом заштите снопа ПТФЕ цеви
У тефлонским системима измењивача, димензионисање млазница је неодвојиво од унутрашњег дизајна снопа. Пошто улазни млазници велике брзине могу да побегну из уређаја за дистрибуцију и да ударе директно у редове цеви, избор конзервативне брзине је витална заштитна стратегија.

Дизајн Траде{0}}уобичајени
Предности већих млазница:

Минимални пад притиска

Боља дисперзија протока.

Мања шанса од ерозије

Недостаци:

Повећан трошак

Већи отисак опреме

Веће конструкцијско оптерећење

Предности малих млазница:

Мала величина

Смањени материјални трошкови

Једноставнија интеграција у уским конфигурацијама цевовода

Против:

Висок диференцијални притисак

Повећан ризик од вибрација

ПТФЕ цеви могу имати скраћени век трајања

Закључак
Кључни избор хидрауличког дизајна за ПТФЕ системе измењивача топлоте је исправна величина млазнице, која има директан утицај на пад притиска, ефикасност система и механичку поузданост. Одржавање брзине у млазници унутар одређених ограничења (као што је критеријум рхо-в-квадрат) може спречити превелике губитке енергије и штетне услове протока.

У ПТФЕ измењивачу величине млазнице који смањује пад притиска, веће млазнице увек дају глаткији улаз, мање турбуленције и бољу заштиту осетљивих снопова ПТФЕ цеви од ерозије велике брзине и ефеката вибрација.

Добро{0}}пројектована млазница коначно осигурава да течност улази у измењивач на контролисан и нежан начин, омогућавајући дуг радни век и доследне термичке перформансе. Глатки, прогресивни хидраулички улаз је један од најбољих приступа за дуготрајан систем измењивача топлоте-високих перформанси.