Gall cyfnewidydd gwres PTFE fod yn lân ac yn rhydd o ollyngiadau, ond yn dal i danberfformio oherwydd problem hydrolig gynnil: cam-ddosbarthiad llif. Pan fydd hylif ochr cragen yn cymryd y llwybr lleiaf ymwrthedd yn lle ysgubo'n gyfartal ar draws pob tiwb, mae trosglwyddiad gwres yn dioddef a bydd mannau poeth neu oer yn datblygu. Mae camddosbarthiad llif yn aml yn cael ei anwybyddu oherwydd nad yw'n cynhyrchu arwyddion allanol amlwg fel gollyngiadau neu ddirgryniad. Fodd bynnag, gall ei effaith ar effeithlonrwydd thermol fod yn ddifrifol, gan leihau'r ardal trosglwyddo gwres effeithiol 20-40% mewn achosion eithafol. Mae canfod a chywiro camddosbarthiad yn hanfodol ar gyfer cynnal perfformiad cyfnewidydd cregyn a thiwb PTFE.
Beth yw camddosbarthu llif?
Mae camddosbarthiad llif yn cyfeirio at ddosbarthiad anwastad hylif ar draws y bwndel tiwb ar ochr y gragen (neu, yn llai cyffredin, llif anwastad ymhlith tiwbiau cyfochrog ar ochr y tiwb). Mewn cyfnewidydd sydd wedi'i ddylunio'n gywir, mae'r hylif ochr y gragen yn cael ei orfodi gan bafflau i lifo ar draws y bwndel tiwb mewn patrwm trawslif, gan gysylltu â phob tiwb fwy neu lai yn gyfartal. Pan fydd camddosbarthu yn digwydd, mae rhai rhanbarthau o'r bwndel yn derbyn cyflymder llif uchel tra bod rhanbarthau eraill yn derbyn llif isel iawn neu lif llonydd. Gall y rhanbarthau cyflymder uchel brofi gostyngiad pwysau gormodol, tra bod y rhanbarthau cyflymder isel yn cyfrannu fawr ddim at drosglwyddo gwres. Mae'r cyfernod trosglwyddo gwres cyffredinol yn disgyn yn is na'r gwerth dylunio, ac mae'r cyfnewidydd yn methu â bodloni ei ddyletswydd thermol.
Achosion Cyffredin Camddosbarthu Llif
Mae profiad maes yn nodi tri phrif achos o gamddosbarthu llif mewn cyfnewidwyr cregyn a thiwb PTFE: bafflau wedi'u difrodi neu ar goll, tiwbiau wedi'u blocio, a dyluniad ffroenell fewnfa amhriodol.
Bafflau Wedi'u Difrodi neu ar Goll
Platiau metel (dur di-staen fel arfer) yw bafflau sy'n cyfeirio'r hylif ochr y gragen yn ôl ac ymlaen ar draws bwndel y tiwb. Mae baffl segmentol nodweddiadol yn gorfodi hylif i lifo ar draws y tiwbiau, yna o amgylch ymyl y baffl, yna ar draws y rhan nesaf. Os daw bafflau'n rhydd, wedi cyrydu, neu ar goll yn llwyr, mae'r hylif yn osgoi'r bwndel tiwb yn gyfan gwbl, gan lifo'n syth o'r fewnfa i'r allfa trwy sianel gwrthedd isel ger y wal gregyn. Gelwir hyn yn ffrwd osgoi. Arwydd chwedlonol yw cwymp pwysedd ochr y gragen sy'n sylweddol is na gwerth y dyluniad, ynghyd â throsglwyddiad gwres gwael.
Gall bafflau gael eu difrodi gan:
Cyrydiad bafflau metel mewn gwasanaeth ymosodol (er bod tiwbiau PTFE yn gwrthsefyll, gall bafflau dur gyrydu).
Effaith fecanyddol wrth fewnosod neu dynnu bwndel tiwb.
Bylchau baffl anghywir yn ystod gweithgynhyrchu (dylai'r bylchau fod rhwng 0.2 a 1.0 gwaith diamedr y gragen; mae'r bylchau ehangach yn lleihau'r cyflymder traws-lif ac yn hyrwyddo camddosbarthiad).
Tiwbiau wedi'u Rhwystro
Ar ochr y tiwb, gall malurion fel slag weldio, rhwd, neu solidau proses rwystro un neu fwy o diwbiau PTFE yn rhannol neu'n gyfan gwbl. Pan fydd tiwb wedi'i rwystro, mae'r hylif a fyddai wedi llifo drwyddo yn cael ei ailddosbarthu i'r tiwbiau agored sy'n weddill. Mae cyfanswm yr arwynebedd llif yn cael ei leihau, felly mae'r cyflymder yn y tiwbiau agored yn cynyddu, ond mae'r arwynebedd trosglwyddo gwres effeithiol yn lleihau. Rhaid glanhau'r cyfnewidydd neu ailosod y tiwbiau sydd wedi'u blocio. Mewn trefniant tiwb aml-pas, gall un tiwb wedi'i rwystro amharu ar ddosbarthiad llif ar draws llwybr cyfan.
Dyluniad ffroenell fewnfa amhriodol
Y ffroenell fewnfa ochr-gragen yw'r pwynt mynediad ar gyfer yr hylif. Os yw'r ffroenell yn rhy fach, mae'r hylif sy'n mynd i mewn yn cyflymu i gyflymder uchel ac yn effeithio'n uniongyrchol ar nifer fach o diwbiau. Mae hyn yn creu jet cyflymder uchel sy'n treiddio'n ddwfn i'r bwndel, tra bod rhanbarthau i ffwrdd o'r jet yn aros yn llonydd. Hyd yn oed gyda bafflau sydd â bylchau rhyngddynt, mae'r camddosbarthiad a achosir gan ddyluniad ffroenell gwael yn parhau oherwydd nid yw'r hylif byth yn ailddosbarthu'n llawn ar draws trawstoriad y bwndel.
Mae diffygion dylunio ffroenell cyffredin yn cynnwys:
Diamedr ffroenell yn rhy fach ar gyfer y gyfradd llif (cyflymder > 3-5 m/s).
Ffroenell wedi'i lleoli'n rhy agos at y bwndel tiwb heb blât gwrthdaro neu dryledwr.
ffroenell oriented tangentially neu echelinol heb sythu llif priodol.
Yn ymarferol, dylai ffroenell fewnfa fod o faint fel nad yw cyflymder ochr y gragen yn y ffroenell ddim mwy na 2-3 gwaith y cyflymder trawslif cyfartalog ar draws y bwndel. Mae plât gwrthdaro (plât metel gwastad wedi'i osod gyferbyn â'r ffroenell) yn gwasgaru'r jet sy'n dod i mewn ac yn amddiffyn y rhesi cyntaf o diwbiau PTFE rhag erydiad.
Dulliau Canfod ar gyfer Camddosbarthu Llif
Mae canfod camddosbarthiad yn gofyn am gyfuniad o dechnegau archwilio thermol, hydrolig a gweledol.
Delwedd Thermol o'r Tu Allan i'r Cregyn
Gall camera delweddu thermol (thermograffeg isgoch) ddatgelu patrymau tymheredd ar wyneb allanol y gragen. O dan lif arferol, wedi'i ddosbarthu'n dda, dylai tymheredd wyneb y gragen fod yn gymharol unffurf ar ei hyd, gyda newid tymheredd graddol o fewnfa i allfa. Gyda chamddosbarthiad, mae rhediadau oer neu boeth yn ymddangos. Er enghraifft:
Mae ffrwd osgoi ar hyd y wal gragen yn cynhyrchu rhediad o dymheredd isel (ar yr ochr oer) neu dymheredd uchel (ar yr ochr boeth) sy'n rhedeg yn hydredol.
Mae jet o ffroenell sydd wedi'i dylunio'n amhriodol yn creu man poeth neu oer lleol ger y gilfach.
Dylid perfformio delweddu thermol o dan amodau gweithredu cyflwr cyson. Mae'n bosibl y bydd angen glanhau arwyneb y gragen neu osod paent matte dros dro i sicrhau allyredd unffurf.
Mesur Gollwng Pwysedd
Mae'r gostyngiad pwysau ar ochr y gragen yn ddangosydd dibynadwy. Dylid cymharu'r gostyngiad pwysau mesuredig (ar gyfradd llif y dyluniad) â gwerth dylunio'r gwneuthurwr. Os yw'r gostyngiad mesuredig yn sylweddol is (ee, llai na 70% o'r dyluniad), mae hylif yn osgoi'r bwndel tiwb-yn debygol trwy bafflau wedi'u difrodi neu fwlch rhwng bwndel y tiwb a'r gragen. Os yw'r gostyngiad mesuredig yn uwch na'r dyluniad, nodir rhwystr tiwb neu faeddu gormodol.
Ar gyfer ochr y tiwb, mae gostyngiad pwysau sy'n llawer uwch na dyluniad yn awgrymu tiwbiau wedi'u blocio neu faeddu mewnol. Mae gostyngiad pwysau sy'n llawer is na dyluniad (heb unrhyw newid yn y gyfradd llif) yn awgrymu gollyngiad neu ffordd osgoi tiwb o fewn cylched y tiwb.
Mesuriadau Proffil Tymheredd
Gall mesur tymheredd allfa tiwbiau unigol neu grwpiau bach o diwbiau nodi camddosbarthiad. Fodd bynnag, mae hyn yn gofyn am fynediad i'r daflen tiwb, na fydd efallai'n ymarferol mewn cyfnewidydd wedi'i selio. Dewis arall yw mesur tymheredd wyneb y gragen ar bwyntiau lluosog ar hyd y cylchedd a'r hyd, fel y disgrifir uchod.
Archwiliad Gweledol yn ystod Cynnal a Chadw
Pan agorir y cyfnewidydd i'w lanhau neu ei archwilio, dylid gwirio'r canlynol:
Cyflwr baffl: A oes unrhyw bafflau yn rhydd, ar goll, neu wedi cyrydu'n ddifrifol? A yw bylchiad y baffl yn unffurf ac yn unol â'r llun?
Rhwystr tiwbiau: A oes unrhyw diwbiau wedi'u rhwystro'n weledol â malurion? Gellir defnyddio flashlight neu borescope.
Ardal ffroenell fewnfa: A oes plât gwrthdaro yn bresennol? A yw'r ychydig resi cyntaf o diwbiau'n cael eu dadffurfio neu eu difrodi gan wrthdaro jet?
Mesurau Ataliol
Gellir atal camddosbarthu llif yn bennaf trwy ddylunio, gosod ac archwilio cyfnodol yn briodol.
Tryledwr Cilfach neu Blat Ardrawiad Cywir
Ar gyfer cyfnewidwyr newydd, dylai'r ffroenell fewnfa gael ei dylunio gyda phlât gwrthdaro neu dryledwr llif. Mae'r plât gwrthdaro yn blât metel wedi'i osod ychydig bellter o'r agoriad ffroenell, gan orfodi'r jet sy'n dod i mewn i ledaenu'n rheiddiol cyn cysylltu â'r bwndel tiwb. Fel arall, gellir ychwanegu rhan tryledwr (ehangiad graddol o'r llwybr llif) y tu mewn i'r gragen. Mae'r dyfeisiau hyn yn lleihau cyflymder y fewnfa ac yn hyrwyddo dosbarthiad llif unffurf.
Archwiliad Baffl Rheolaidd
Yn ystod gwaith cynnal a chadw blynyddol, dylid archwilio bafflau am arwyddion o ddifrod neu lacio. Mewn cyfnewidwyr PTFE â bafflau metel, mae cyrydiad y bafflau yn bryder oherwydd nad yw'r tiwbiau PTFE eu hunain yn cyrydu. Argymhellir bafflau dur di-staen (316L) ar gyfer gwasanaethau cyrydol. Dylai gwiail baffl neu wiail tei fod yn dynn; gellir ail-ddiogelu neu ailosod bafflau rhydd.
Strainers a Hidlo
Er mwyn atal rhwystr rhag tiwbiau, dylid gosod hidlydd neu hidlydd ar linell fewnfa ochr y tiwb. Dylai maint y rhwyll fod yn llai na diamedr y tiwb y tu mewn. Ar gyfer baeddu ochr cregyn, mae hidlydd ar y fewnfa ochr y gragen hefyd yn fuddiol os yw'r hylif yn cynnwys solidau. Mae glanhau'r hidlydd o bryd i'w gilydd yn atal malurion rhag mynd i mewn i'r cyfnewidydd.
Gofod a Dyluniad Baffl Priodol
Dylid dewis y bylchau baffl ar sail y cyflymder trawslif gofynnol. Un rheol gyffredinol yw y dylai'r bylchau fod rhwng 0.2 a 1.0 gwaith y gragen y tu mewn i'r diamedr. Mae bylchiad llai yn cynyddu gostyngiad pwysau ond yn gwella dosbarthiad. Ar gyfer cyfnewidwyr PTFE, lle mae'r tiwbiau'n gymharol hyblyg, gall cyflymder traws-lif gormodol achosi dirgryniad tiwb; felly, mae bylchiad cymedrol (0.4-0.6 × diamedr cragen) yn aml yn cael ei ddewis.
Dyfeisiau Dosbarthu Llif Tiwb-Ochr
Ar gyfer cyfnewidwyr aml-pas mawr, gall dosbarthwr mewnfa (plât tyllog neu ffroenell gyda mynediad fflachio) wella dosbarthiad llif ochr y tiwb. Mae hyn yn arbennig o bwysig pan fo gan hylif ochr y tiwb gludedd uchel neu pan fydd gan y cyfnewidydd nifer fawr o diwbiau fesul pas.
Rhestr Wirio Diagnostig ar gyfer Camddosbarthu Llif Amheuir
Pan amheuir bod cyfnewidydd yn cael ei gam-ddosbarthu llif, mae'r rhestr wirio ganlynol yn arwain yr ymchwiliad.
| Arsylwi | Achos Camddosbarthu Posibl | Dull Cadarnhau |
|---|---|---|
| Gostyngiad pwysedd ochr y gragen < 70% o'r dyluniad | Ffordd osgoi oherwydd bafflau coll/wedi'u difrodi neu fwlch bwndel-i-gragen | Archwiliad gweledol yn ystod gwaith cynnal a chadw; prawf olrhain lliw |
| Gostyngiad pwysedd ochr y gragen > 120% o'r dyluniad | Rhwystr tiwb neu faeddu difrifol ar ochr y gragen | Archwilio mewnfeydd tiwb; mesur llif tiwb unigol |
| Tymheredd wyneb cragen nad yw'n unffurf (delwedd thermol) | Ffrwd osgoi, jet fewnfa, neu barth llonydd | Cymharwch i broffil dylunio thermol; Dadansoddiad CFD |
| Tymheredd allfa yn is na dyluniad (gwresogi) neu uwch (oeri) | Llai o ardal trosglwyddo gwres effeithiol o gamddosbarthu | Perfformio prawf perfformiad; cyfrifo NTU a'i gymharu â dyluniad |
| Dirgryniad neu sŵn o ochr y gragen | Jet cyflymder uchel yn gwrthdaro ar diwbiau | Archwiliwch ardal ffroenell fewnfa am ddifrod gwrthdaro |
| Methiant tiwb dro ar ôl tro mewn un lleoliad | Cyflymder uchel lleol neu straen thermol | Dadansoddiad elfen gyfyngedig o faes llif |
Camau Cywiro
Os cadarnheir camddosbarthiad, mae camau unioni yn dibynnu ar yr achos sylfaenol.
Bafflau wedi'u difrodi neu ar goll- Rhaid agor y cyfnewidydd, a thrwsio neu ailosod bafflau. Mewn rhai achosion, efallai y bydd angen ad-drefnu'r bwndel tiwb cyfan.
Tiwbiau wedi'u blocio- Dylid glanhau'r tiwbiau'n gemegol (gweler y canllaw cysylltiedig ar lanhau cyfnewidwyr gwres PTFE). Os na ellir clirio tiwb, gellir ei blygio (os caiff ychydig o diwbiau eu rhwystro) neu eu disodli.
Ffroenell fewnfa amhriodol- Gellir weldio plât gwrthdaro ôl-ffitio y tu mewn i'r gragen gyferbyn â'r ffroenell. Os yw'r gofod yn gyfyngedig, gellir ychwanegu sythu llif neu baffl tyllog ger y fewnfa.
Ffordd osgoi oherwydd bwlch bwndel-i-gragen- Gellir ychwanegu morloi ffordd osgoi (stribedi metel ynghlwm wrth y bafflau sy'n cysylltu â'r gragen) i rwystro'r bwlch.
Casgliad
Mae camddosbarthu llif yn fater hydrolig y gellir ei gywiro sy'n effeithio ar berfformiad thermol cyfnewidydd gwres cregyn a thiwb PTFE. Mae'n deillio o bafflau sydd wedi'u difrodi neu ar goll, tiwbiau wedi'u blocio, neu ddyluniad ffroenell fewnfa amhriodol. Mae dulliau canfod yn cynnwys delweddu thermol, mesur gostyngiad pwysau, ac archwiliad gweledol yn ystod gwaith cynnal a chadw. Mae mesurau ataliol-dyluniad tryledwr mewnfa priodol, archwiliad baffl rheolaidd, hidlyddion, a bylchiad baffl cywir-yn atal camddosbarthu cyn iddo ddechrau. Yr allweddairllif maldistribution cyfnewidydd gwres PTFEyn cynrychioli cysyniad diagnostig hollbwysig: mae llif anwastad yn lleihau'r ardal trosglwyddo gwres effeithiol ac yn creu mannau poeth neu oer, hyd yn oed mewn cyfnewidydd glân. Trwy gymhwyso'r strategaethau canfod ac atal a ddisgrifir, gellir adfer y cyfnewidydd i'w berfformiad thermol arfaethedig. Mae dyluniad cyfnewidydd da ac arolygiad cyfnodol yn atal y broblem hon, gan sicrhau gweithrediad dibynadwy ac ymestyn bywyd y gwasanaeth.
