U-Valè Enpòtans
Koefisyan transfè chalè an jeneral-U-valè-detèmine kantite chalè yon echanjeur chalè PTFE transfere pou chak mèt kare pou chak degre diferans tanperati. Yon estimasyon ki pa egzak valè U-pwodwi yon echanjeur chalè ki mal gwosè. Bobin a se swa twò piti pou satisfè devwa chalè a oswa san nesesite gwo ak chè.
Estimasyon valè U-pou echanjeur chalè PTFE diferan de echanjeur metal nan yon sèl aspè kritik: rezistans miray tib la enpòtan. Pou asye pur, rezistans miray souvan neglijab. Pou PTFE, ak konduktiviti tèmik 60 fwa pi ba, rezistans miray la se yon eleman enpòtan nan valè total U-. Ignore li mennen nan erè dimensionnman sibstansyèl.
Estimasyon egzat U-valè mande pou rezime twa rezistans nan seri: vapè entèn-fim bò kote, miray tib PTFE a, ak pwosesis ekstèn-bò fim. Chak kontribye nan total la. Pi gwo rezistans domine valè U-.
Twa rezistans yo nan seri
Koefisyan transfè chalè jeneral la se envès sòm rezistans endividyèl yo. Chak rezistans reprezante yon chalè baryè dwe travèse.
Rezistans fim entèn depann de koyefisyan transfè chalè vapè-bò a. Pou kondansasyon vapè andedan yon tib, koyefisyan sa a wo-tipikman 5,000-10,000 W/m²·K. Rezistans la piti, souvan mwens pase 10% nan total la.
Rezistans miray tib depann sou PTFE konduktiviti tèmik ak epesè miray la. Pou 1.0mm miray PTFE tib ak konduktiviti nan 0.25 W/m·K, rezistans miray la se 0.001 / 0.25=0.004 m²·K/W. Se rezistans sa a fiks pa seleksyon materyèl ak epesè miray la. Li tipikman reprezante 20-40% nan rezistans total la.
Rezistans fim ekstèn depann de pwosesis-konveksyon bò kote yo. Anba konveksyon fòse ak vitès likid nan 0.5-0.8 m/s pase tib yo, koyefisyan ekstèn lan varye ant 400-800 W/m²·K pou solisyon akeuz. Rezistans lan se 0.00125-0.0025 m²·K/W. Sa a se souvan pi gwo rezistans sèl la, ki reprezante 40-60% nan total la.
Tablo 1: Konpozan Kalkil Valè U- pou echanjeur chalè PTFE (10mm OD, 1mm mi, konveksyon fòse)
| Eleman rezistans | Koefisyan (W/m²·K) | Rezistans (m²·K/W) | % nan rezistans total |
|---|---|---|---|
| Entèn (vapè kondansasyon) | 8,000 | 0.000125 | 6% |
| PTFE tib miray (1.0mm) | 250 (k/δ) | 0.004 | 43% |
| Ekstèn (fòse konveksyon, 0.6 m/s) | 600 | 0.00167 | 38% |
| Alokasyon pou fouling (sèvis pwòp) | 5,000 | 0.0002 | 13% |
| An jeneral U-valè | 167 | 0.006 | 100% |
Kalkil pou solisyon asid akeuz nan 60 degre ak 0.6 m/s vitès crossflow. Fouling alokasyon pou sifas PTFE okòmansman pwòp. Valè U-vrè jaden an ap degrade pandan fouling akimile.
Efè konveksyon fòse sou valè U-
Fòse konveksyon ogmante koyefisyan transfè chalè ekstèn, diminye rezistans fim ekstèn lan. Sa a amelyore valè jeneral U-. Men, amelyorasyon an gen limit paske rezistans miray PTFE a fiks ak sibstansyèl.
Double vitès likid soti nan 0.3 m/s a 0.6 m/s ogmante koyefisyan ekstèn nan apeprè 350 a 600 W/m²·K. Valè jeneral U-améliore de 145 a 167 W/m²·K-sèlman yon ogmantasyon 15%. Plis ogmantasyon vitès yo pwodui retounen diminye kòm rezistans miray fiks la vin dominan.
Konpòtman sa a diferan de echanjeur chalè metal, kote ogmante vitès ka amelyore anpil valè U-paske rezistans miray la neglijab. Pou echanjeur PTFE, rezistans miray la fikse yon plafon sou valè U-ki ka reyalize kèlkeswa kondisyon koule.
Mezi jaden vs Kalkil
Kalkile U-valè yo bay estimasyon konsepsyon. Mezi jaden konfime pèfòmans aktyèl la. Valè U-jaden an detèmine lè w mezire devwa chalè (apati pousantaj koule ak chanjman tanperati sou chak bò) epi divize pa sipèfisi yo konnen ak LMTD mezire.
Yon U-valè siyifikativman pi ba pase estimasyon kalkile a endike fouling, inondasyon kondansasyon, oswa move distribisyon koule. Tandans regilye U-valè yo bay avètisman bonè sou pwoblèm k ap devlope anvan yo afekte pwodiksyon an.
Pou nouvo echanjeur chalè PTFE, yo ta dwe etabli yon valè U-debaz pandan komisyonin. Debaz sa a vin referans pou tout konparezon pèfòmans nan lavni.
Rezime
PTFE chalè echanjeur U-estimasyon valè sòm fim entèn, miray tib, ak rezistans fim ekstèn. Rezistans miray PTFE a, ki fikse pa konduktiviti materyèl ak epesè, reprezante yon fraksyon enpòtan nan total -tipikman 30-45%. Rezistans miray sa a limite maksimòm valè U ki ka reyalize kèlkeswa amelyorasyon koule.
Fòse konveksyon amelyore koyefisyan fim ekstèn, men li pwodui retounen diminye kòm rezistans miray domine. Kalkile U-valè yo ta dwe verifye pa mezi jaden ak tandans sou tan yo detekte fouling oswa lòt degradasyon.
Analiz jeni pou PTFE echanjeur chalè U-kalkil valè nan kondisyon pwosesis espesifik yo disponib sou soumèt pwopriyete likid, vitès koule, espesifikasyon tib, kondisyon vapè, ak done tanperati opere.
