Y Diamedr-Perthynas Trosglwyddo Gwres
Mae cyddwyso stêm y tu mewn i diwb cyfnewidydd gwres PTFE yn ffurfio ffilm denau o gyddwysiad ar y wal fewnol. Mae'r ffilm yn llifo ar hyd y tiwb o dan ddylanwad disgyrchiant a'r straen cneifio o'r llif stêm. Mae trwch y ffilm hon yn pennu'r cyfernod trosglwyddo gwres mewnol- po fwyaf trwchus yw'r ffilm, yr uchaf yw'r gwrthiant thermol rhwng y stêm a wal y tiwb.
Mae trwch y ffilm yn dibynnu ar gyfradd llif cyddwysiad, diamedr y tiwb, a chyfeiriadedd y tiwb. Ar gyfer llwyth cyddwysiad penodol, mae gan diwb diamedr llai ffilm fwy trwchus (mae'r cyddwysiad yn meddiannu ffracsiwn mwy o'r adran groes) a chyfernod trosglwyddo gwres mewnol is. Mae gan diwb diamedr mwy ffilm deneuach a chyfernod uwch.
Fodd bynnag, mae gan diwbiau diamedr mwy gyflymder stêm is ar gyfer yr un llif màs, sy'n lleihau'r straen cneifio sy'n helpu i symud y cyddwysiad ymlaen. Gall y straen cneifio isaf arwain at ffilm fwy trwchus ger allfa'r tiwb, gan wrthbwyso'r budd diamedr yn rhannol. Mae'r diamedr tiwb gorau posibl yn cydbwyso'r effeithiau cystadleuol hyn.
Y Cyfrifiad Trwch Ffilm
Ar gyfer llif cyddwysiad laminaidd ar wal fewnol tiwb llorweddol, trwch y ffilm yw: δ=(3 × μ × Γ / (ρ × (ρ - ρ_v) × g)) ^(1/3), lle μ yw'r gludedd cyddwys, Γ yw'r lled cyddwysiad o'r tiwb màs, Γ yw lled cyddwysiad y tiwb màs, y lled cyddwysiad fesul uned yw'r llif màs. ρ_v yw'r dwysedd stêm, a g yw disgyrchiant.
Y llif cyddwysiad fesul lled uned yw: Γ=m_cond / (π × D), lle m_cond yw'r llif màs cyddwys fesul tiwb a D yw diamedr mewnol y tiwb. Mae diamedr mwy yn lledaenu'r un llif cyddwysiad dros berimedr mwy, gan leihau Γ a theneuo'r ffilm.
Ar gyfer tiwb adnabod 10mm sy'n cario 1.5 kg/h o gyddwysiad, mae trwch y ffilm yn allfa'r tiwb tua 0.15mm. Ar gyfer tiwb ID 6mm gyda'r un llwyth cyddwysiad, mae trwch y ffilm tua 0.22mm-50% yn fwy trwchus. Mae'r cyfernod trosglwyddo gwres mewnol yn gymesur ag 1/δ, felly mae gan y tiwb llai cyfernod mewnol tua 30% yn is.
| ID tiwb (mm) | Llwyth cyddwysiad (kg/h) | Trwch y Ffilm yn yr Allfa (mm) | H mewnol (W/m²·K) | Risg o Bontio |
|---|---|---|---|---|
| 6 | 1.5 | 0.22 | 1,100 | Cymedrol (diamedr bach) |
| 8 | 1.5 | 0.17 | 1,400 | Isel |
| 10 | 1.5 | 0.15 | 1,600 | Isel |
| 12 | 1.5 | 0.13 | 1,800 | Isel Iawn |
Gwerthoedd ar gyfer tiwb llorweddol, ffilm laminaidd, stêm dirlawn 3 barg.
Y Risg Pontio Cyddwysiad
Mewn tiwbiau llorweddol, mae'r cyddwysiad yn llifo ar hyd gwaelod y tiwb. Os yw trwch y ffilm yn mynd yn rhy fawr o'i gymharu â diamedr y tiwb, gall y cyddwysiad bontio'r tiwb-lenwi'r trawsdoriad cyfan ar ryw adeg. Mae hyn yn creu gwlithen o hylif sy'n blocio'r llif stêm ac yn achosi morthwyl dŵr pan fydd y wlithen yn cael ei yrru gan y pwysedd stêm.
Mae'r risg o bontio yn cynyddu wrth i ddiamedr y tiwb leihau ac wrth i'r llwyth cyddwys gynyddu. Ar gyfer tiwbiau adnabod 6mm, mae pontio yn bryder ar lwythi cyddwysiad uchel (dros tua 2 kg/h y tiwb). Ar gyfer tiwbiau adnabod 10mm, mae'n annhebygol y bydd pontio ar lwythi cyddwysiad nodweddiadol ar gyfer gwasanaeth cyfnewidydd gwres (0.5-3 kg/h y tiwb). Yr ID tiwb lleiaf a argymhellir ar gyfer tiwbiau llorweddol wedi'u gwresogi â stêm yw 8mm i ddarparu ymyl digonol yn erbyn pontio.
Yr Argymhelliad Dylunio
Ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau cyfnewidydd gwres PTFE, mae ID tiwb o 8-10mm (OD 10-12mm gyda wal 1mm) yn darparu cydbwysedd da o drosglwyddo gwres mewnol, draeniad cyddwys, a gwrthiant i bontio. Gellir defnyddio tiwbiau llai (ID 6mm) ar gyfer llwythi cyddwys isel neu ogwydd fertigol lle mae disgyrchiant yn cynorthwyo draenio ac nad yw pontydd yn bryder. Mae tiwbiau mwy (yn uwch na 12mm ID) yn darparu gwell trosglwyddiad gwres mewnol ond yn cynyddu cost y tiwb ac yn lleihau dwysedd yr arwynebedd.
Crynodeb
Mae diamedr tiwb yn effeithio ar drwch y ffilm cyddwysiad a'r cyfernod trosglwyddo gwres mewnol mewn cyfnewidydd gwres PTFE. Mae diamedrau llai yn cynhyrchu ffilmiau mwy trwchus a chyfernodau mewnol is, ac yn cynyddu'r risg o bontio cyddwysiad. Argymhellir ID tiwb o 8-10mm ar gyfer tiwbiau llorweddol. Gall tiwbiau fertigol ddefnyddio diamedrau llai oherwydd bod disgyrchiant yn atal pontio. Mae'r diamedr gorau posibl yn cydbwyso trosglwyddo gwres mewnol, dibynadwyedd draenio, a dwysedd arwynebedd arwyneb.
Mae cefnogaeth peirianneg ar gyfer dewis diamedr tiwb PTFE ar gael ar ôl cyflwyno llwyth cyddwysiad fesul tiwb, cyfeiriadedd tiwb, pwysedd stêm, a dyletswydd gwres gofynnol.
