Mae cyfnewidydd cragen PTFE-a-thiwb yn gweithredu'n esmwyth ac yn dawel ar amodau llif isel ac uchel. Ar lif o 80%, mae gweithrediad yn parhau'n sefydlog. Ar lif llawn, mae dirgryniad hefyd yn fach iawn. Fodd bynnag, ar gyfradd llif canolradd penodol iawn, megis 90%, mae dirgryniad sydyn a difrifol yn ymddangos yn y strwythur pibellau a chyfnewidydd. Nid yw hwn yn ddiffyg mecanyddol ar hap. Mae'n ffenomen cyseiniant clasurol, lle mae'r amlder cyffro a gynhyrchir gan yr hylif sy'n llifo yn cyd-fynd yn union ag amlder naturiol y bwndel tiwb PTFE, gan arwain at osciliad chwyddedig.
Mewn achosion odirgryniad ar gyfradd llif penodol cyfnewidydd PTFE, mae'r system yn arddangos modd methiant rhyngweithio strwythur hylif-rhagweladwy yn hytrach nag anghydbwysedd mecanyddol cyffredinol.
Deall y Mecanwaith Cyseiniant
Llif-Tiod Fortecs wedi'i Anwytho
Pan fydd hylif yn llifo ar draws bwndel tiwb yn ochr y gragen, mae vortices bob yn ail yn cael eu gollwng o wyneb i lawr yr afon pob tiwb. Mae'r ffenomen hon yn cynhyrchu amrywiadau grym cyfnodol.
Mae amledd gollwng fortecs yn uniongyrchol gysylltiedig â chyflymder llif a gellir ei frasamcanu fel:
Cyflymder llif uwch → amledd colli uwch
Cyflymder llif is → amlder colli is
Ar gyflwr llif penodol, gall yr amlder shedding alinio ag amlder naturiol strwythurol y system cynnal tiwb.
Amlder Naturiol Rhychau Tiwb
Mae pob adran tiwb heb gefnogaeth yn ymddwyn fel pelydr hyblyg gydag amledd naturiol nodweddiadol a bennir gan:
Hyd tiwb rhwng platiau cymorth
Anystwythder materol tiwbiau PTFE
Màs yr hylif y tu mewn a'r tu allan i'r tiwb
Amodau terfyn mewn mannau cymorth
Mae rhychwantau hwy heb eu cynnal yn cynhyrchu amleddau naturiol is, gan eu gwneud yn fwy agored i gyseiniant o fewn ystodau llif gweithredu nodweddiadol.
Achos Gwraidd y Llif-Dirgryniad Dibynnol
Ffurfio Cyflwr Cyseiniant
Ar gyfradd llif benodol:
Mae amlder gollwng fortecs yn cynyddu i werth critigol
Amledd naturiol tiwb yn parhau i fod yn sefydlog
Mae cyfatebiaeth aml yn digwydd rhwng cyffro a strwythur
Unwaith y bydd aliniad yn digwydd, mae egni'n cael ei drosglwyddo'n barhaus o'r llif hylif i ddirgryniad mecanyddol y bwndel tiwb.
Mae'r tiwb a'r llif yn canu'r un nodyn dinistriol yn union, a'r iachâd yw newid tiwn y tiwb.
Mae hyn yn arwain at:
Dirgryniad tiwb chwyddedig
Sŵn clywadwy a hymian
Straen mecanyddol mewn mannau cymorth
Difrod blinder posibl dros amser
Dull Diagnostig
Llif{0}}Profi Cydberthynas Cyfradd
Y dangosydd diagnostig allweddol yw dibyniaeth gaeth ar gyfradd llif:
Dim dirgryniad ar lif isel
Dim dirgryniad ar lif uchel
Dirgryniad cryf mewn band canolradd cul
Mae'r ffenestr weithredu gul hon yn nodwedd o gyseiniant yn hytrach na llacrwydd mecanyddol neu gavitation.
Dileu Achosion Eraill
Cyn cadarnhau cyseiniant, dylid eithrio achosion posibl eraill:
Cavitation pwmp (byddai'n amrywio gydag amodau sugno)
Cynheiliaid mecanyddol rhydd (byddai llif{0}}yn annibynnol)
Effeithiau ymchwydd hydrolig (byddai'n dangos ymddygiad dros dro)
Straen ehangu thermol (ni fyddai'n -lif yn benodol)
Atebion Peirianneg
Cynyddu Amlder Naturiol Tiwb
Y camau cywiro mwyaf effeithiol yw newid deinameg strwythurol y bwndel tiwb fel nad yw cyseiniant yn digwydd mwyach yn y cyflwr llif gweithredu.
Ychwanegu Platiau Cymorth Tiwb
Gosod platiau cymorth tiwb ychwanegol yw'r ateb sylfaenol. Y diwygiad hwn:
Yn byrhau'r rhychwant tiwb effeithiol heb gefnogaeth
Yn cynyddu anystwythder y tiwb yn sylweddol
Yn codi amlder naturiol dirgryniad
Yn lleihau osgled-osgiliadau a achosir gan hylif
Gall hyd yn oed gostyngiad bach mewn hyd heb gefnogaeth symud y pwynt cyseiniant y tu allan i'r ystod weithredu.
Mae datrysiad amgen neu gyflenwol yn cynnwys newidiadau i ymddygiad llif ochr cragen.
Gall addasiadau gynnwys:
Newid bylchau baffl
Newid i drefniadau baffl helical
Addasu geometreg ffenestr llif
Mae’r newidiadau hyn yn effeithio ar:
Cyfeiriad llwybr llif
Ymddygiad ffurfio fortecs
Nodweddion amlder cyffro
Trwy symud dynameg llif, gellir symud yr amlder cyffro i ffwrdd o gyseiniant strwythurol.
Mesurau Lliniaru Gweithredol
Osgoi Llif Dros Dro
Hyd nes y bydd atgyweiriad mecanyddol parhaol yn cael ei roi ar waith, dylid cyfyngu ar y gweithrediad er mwyn osgoi'r band llif soniarus. Gall hyn gynnwys:
Cyfyngu ar gyflymder pwmp
Addasu pwyntiau gosod rheoli llif
Gweithredu uwchben neu o dan y parth cyseiniant
Mae hyn yn atal difrod dirgryniad parhaus yn ystod gweithrediad interim.
Dyluniad-Lefel Atal
Osgoi Cyseiniant mewn Dyluniadau Newydd
Mewn cyfnewidwyr PTFE sydd wedi'u peiriannu'n gywir, mae risgiau cyseiniant yn cael eu lliniaru yn ystod y dyluniad trwy:
Dadansoddiad moddol o fwndeli tiwb
Dewis gofalus o fylchau cymorth
Gwerthusiad deinameg hylif cyfrifiannol (CFD) o ollwng fortecs
Dilysu ar draws ystod llif gweithredu llawn
Mae hyn yn sicrhau nad yw amleddau cyffroi yn cyd-fynd ag amleddau naturiol strwythurol o fewn yr amlen weithredu arfaethedig.
Deunydd-Ystyriaethau Penodol ar gyfer Tiwbiau PTFE
Mae tiwbiau PTFE yn cyflwyno sensitifrwydd ychwanegol oherwydd:
Anystwythder is o'i gymharu â metelau
Hyblygrwydd uwch o dan lwytho hylif
Mwy o dueddiad i chwyddo dirgryniad
O ganlyniad, mae dyluniad bylchau cymorth yn dod yn fwy hanfodol nag mewn cyfnewidwyr metelaidd anhyblyg.
Casgliad
Mae cyfnewidydd PTFE sy'n arddangos dirgryniad ar gyfradd llif benodol amodau cyfnewidydd PTFE yn dangos llofnod clir o gyseiniant strwythur hylif. Mae'r dirgryniad yn codi pan fydd amlder tywallt fortecs o lif ochr y gragen yn alinio ag amledd naturiol rhychwantau tiwbiau PTFE heb eu cynnal.
Nid addasiad empirig yw'r camau cywiro mwyaf effeithiol ond addasiad mecanyddol wedi'i dargedu o briodweddau deinamig y system. Mae ychwanegu platiau cymorth tiwb neu addasu dyluniad baffl yn symud yr amledd naturiol neu amlder cyffroi, gan ddileu cyseiniant yn y cyflwr llif problemus.
Mae methiannau cyseiniant yn amlygu egwyddor beirianyddol sylfaenol: yn aml nid y grymoedd mwyaf dinistriol yw'r rhai mwyaf, ond y rhai sy'n cronni mewn cylchoedd ailadrodd manwl gywir ar amleddau cyfatebol.
