Gout presyon an ki vin kontrent nan konsepsyon
Yon etablisman pwosesis chimik chofaj yon solisyon polymère gluan ak yon viskozite 500 cP nan 60 degre mande pou yon echanjeur chalè PTFE ak yon chaj chalè nan 40 kW. Se likid la ponpe nan echanjeur chalè a nan yon vitès koule nan 15 m³ / h.
Yon konsepsyon preliminè chwazi yon tib 9.5 mm ak yon epesè miray 0.8 mm ak yon vitès koule nan 1.5 m / s. Nimewo Reynolds pou kondisyon sa a se apeprè 28, ki se nan rejim koule laminè a. Faktè friksyon pou koule laminè a se 64/Re=2.3, ak gout presyon sou yon longè tib 3 m se apeprè 85 kPa.
Gout presyon 85 kPa pi wo pase limit admisib 50 kPa pou ponp sikilasyon an. Dyamèt tib la dwe ogmante pou diminye gout presyon, oswa vitès koule a dwe redwi. Tou de chanjman yo afekte koyefisyan transfè chalè a.
Lwa yo echèl gout presyon
Gout presyon nan yon tib se ekwasyon Darcy-Weisbach la bay: ΔP=f × (L/D) × (ρv²/2), kote f se faktè friksyon, L se longè tib la, D se dyamèt tib la, ρ se dansite likid la, epi v se vitès koule a.
Pou koule laminar (Re < 2,300), faktè friksyon an se f=64/Re=64μ/(ρvD), kote μ se viskozite dinamik. Ranplase sa a nan ekwasyon Darcy-Weisbach la bay ΔP=32μLv/D².
Gout presyon nan koule laminar se pwopòsyonèl ak viskozite a, longè tib la, ak vitès la, ak envès pwopòsyonèl ak kare a nan dyamèt tib la. Double dyamèt tib la diminye gout presyon pa yon faktè kat nan vitès konstan.
Pou koule ajite (Re > 4,000), faktè friksyon an depann de nimewo Reynolds ak brutality sifas la. Gout la presyon se apeprè pwopòsyonèl ak vitès la leve soti vivan nan pouvwa a 1.8 ak envès pwopòsyonèl ak dyamèt tib la leve soti vivan nan pouvwa a 1.2.
Koyefisyan transfè chalè a nan koule gluan
Koefisyan transfè chalè a nan koule laminar bay nan korelasyon Sieder-Tate: Nu=1.86 × (Re × Pr × D/L)^(1/3) × (μ/μw)^0.14, kote Nu se nimewo Nusselt, Pr se nimewo Prandtl, ak μw se viskozite nan tanperati miray la.
Pou yon likid gluan ki gen yon nimewo Prandtl 1,000, nimewo Nusselt se apeprè 5-10, ki koresponn ak yon koyefisyan transfè chalè 100-200 W/m²·K pou yon tib 9.5 mm. Koefisyan transfè chalè a pi ba anpil pase nan koule ajite, kote nimewo Nusselt se tipikman 50-100.
Koefisyan transfè chalè ki ba nan koule gluan vle di ke yon gwo sifas ki nesesè pou reyalize chay chalè a. Gwo sifas la, konbine avèk limit gout presyon, kontrent seleksyon an tib.
Limit la gout presyon pou diferan dyamèt tib
Tablo ki anba la a rezime gout presyon ak koyefisyan transfè chalè pou diferan dyamèt tib nan yon likid gluan ki gen yon viskozite 500 cP ak yon vitès koule 1.0 m/s.
| Dyamèt Tib | Nimewo Reynolds | Faktè friksyon | Gout presyon pou chak mèt | Koefisyan transfè chalè | Rejim koule |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 mm | 12 | 5.3 | 44 kPa/m | 180 W/m²·K | Laminè |
| 9.5 mm | 19 | 3.4 | 18 kPa/m | 150 W/m²·K | Laminè |
| 12.7 mm | 25 | 2.6 | 10 kPa/m | 130 W/m²·K | Laminè |
| 16 mm | 32 | 2.0 | 6.3 kPa/m | 115 W/m²·K | Laminè |
| 19 mm | 38 | 1.7 | 4.5 kPa/m | 105 W/m²·K | Laminè |
| 25 mm | 50 | 1.3 | 2.6 kPa/m | 90 W/m²·K | Laminè |
| 32 mm | 64 | 1.0 | 1.6 kPa/m | 80 W/m²·K | Laminè |
Gout presyon pou chak mèt kalkile pou yon dansite likid 1,100 kg/m³ ak yon vitès 1.0 m/s. Koefisyan transfè chalè a kalkile apati korelasyon Sieder-Tate pou yon nimewo Prandtl 1,000.
Komès la-nan ant gout presyon ak transfè chalè
Dyamèt tib ki minimize gout presyon an se pi gwo dyamèt, men pi gwo dyamèt la tou gen koyefisyan transfè chalè ki pi ba a. Dyamèt la pi bon se youn nan ki satisfè tou de limit la gout presyon ak kondisyon an transfè chalè.
Pou egzanp ka a ak yon chaj chalè nan 40 kW, yon viskozite nan 500 cP, ak yon limit gout presyon nan 50 kPa, seleksyon an tib pwosede jan sa a.
Zòn transfè chalè ki nesesè yo depann de koyefisyan transfè chalè jeneral la, ki domine pa pwosesis -koyefisyan fim bò kote yo. Pou yon tib 12.7 mm ak yon koyefisyan transfè chalè 130 W/m²·K ak yon diferans tanperati 20 degre, zòn ki nesesè yo se 15.4 m². Gout presyon pou yon longè tib 3 m se 30 kPa, ki nan limit 50 kPa.
Pou yon tib 9.5 mm ak yon koyefisyan transfè chalè 150 W/m²·K, zòn ki nesesè yo se 13.3 m². Gout presyon pou yon longè tib 3 m se 54 kPa, ki depase limit 50 kPa.
Tib 12.7 mm la se pi bon chwa paske li satisfè tou de limit gout presyon ak egzijans transfè chalè a, menm si li mande pou yon sifas ki yon ti kras pi gwo.
Efè a nan vitès koule
Vitès koule a afekte tou de gout presyon ak koyefisyan transfè chalè a. Yon vitès ki pi wo ogmante koyefisyan transfè chalè a, men tou ogmante gout presyon an.
Nan koule laminar, koyefisyan transfè chalè a pwopòsyonèl ak vitès ki monte nan 1/3 pouvwa a, pandan y ap gout presyon an pwopòsyonèl ak vitès la. Double vitès la ogmante koyefisyan transfè chalè a pa 26% men ogmante gout presyon an pa 100%.
Efè vitès la mwens favorab nan koule laminar pase nan koule ajite. Nan koule ajite, koyefisyan transfè chalè a pwopòsyonèl ak vitès ki monte nan pouvwa a 0.8, pandan y ap gout presyon an pwopòsyonèl ak vitès la leve nan pouvwa a 1.8. Double vitès la ogmante koyefisyan transfè chalè a pa 74% men ogmante gout presyon an pa 248%.
Yo ta dwe chwazi vitès la pou balanse egzijans transfè chalè a kont limit gout presyon an. Yon vitès 0.5-1.5 m/s tipik pou sèvis gluan.
Karakteristik konsepsyon ki diminye gout presyon
Plizyè karakteristik konsepsyon diminye gout presyon nan sèvis gluan.
Pi gwo dyamèt tib.Yon dyamèt tib pi gwo diminye gout presyon an, men tou diminye koyefisyan transfè chalè a. Dyamèt optimal balanse de efè yo.
Pi kout longè tib.Yon longè tib ki pi kout diminye gout presyon an men li mande pou yon pi gwo kantite tib an paralèl pou reyalize zòn sifas ki nesesè yo.
Plizyè tib pase an paralèl.Divize koule nan mitan plizyè pase tib an paralèl diminye vitès la nan chak pas ak gout presyon an. Aranjman paralèl la tou diminye koyefisyan transfè chalè a.
Sifas tib amelyore.Yon sifas tib ki gen najwar oswa siyon ogmante koyefisyan transfè chalè a san yo pa ogmante gout presyon an pwopòsyonèl. Sifas la amelyore se patikilyèman efikas nan koule gluan.
Pi gwo vitès sèvis-bò kote.Vitès sèvis-bò kote yo afekte sèvis-koyefisyan fim bò kote sèvis la, men se pa gout presyon bò kote pwosesis la-. Yon pi gwo vitès sèvis-kote yo amelyore koyefisyan an jeneral san yo pa ogmante gout presyon nan pwosesis-.
Konpare Dyamèt Tib pou Sèvis gluan
Tablo ki anba la a rezime sifas ki nesesè yo, gout presyon, ak pri total senk-an pou diferan dyamèt tib nan yon aplikasyon chofaj chimik gluan ak yon chaj chalè 40 kW ak yon limit gout presyon 50 kPa.
| Dyamèt Tib | Koefisyan transfè chalè | Zòn Sifas obligatwa | Gout presyon (3 m) | Pri Kapital | Pri ponpe anyèl | Pri total senk ane- |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 6 mm | 180 W/m²·K | 11.1 m² | 132 kPa | $22,000 | $8,500 | $64,500 |
| 9.5 mm | 150 W/m²·K | 13.3 m² | 54 kPa | $26,000 | $4,200 | $47,000 |
| 12.7 mm | 130 W/m²·K | 15.4 m² | 30 kPa | $30,000 | $2,800 | $44,000 |
| 16 mm | 115 W/m²·K | 17.4 m² | 19 kPa | $34,000 | $2,100 | $44,500 |
| 19 mm | 105 W/m²·K | 19.0 m² | 13.5 kPa | $38,000 | $1,700 | $46,500 |
| 25 mm | 90 W/m²·K | 22.2 m² | 7.8 kPa | $45,000 | $1,200 | $51,000 |
Pri total senkan-nan yon dyamèt tib 12.7–16 mm minimize. Tib 9.5 mm la gen yon pri ponpe ki pi wo paske gout presyon an depase limit la epi li mande yon pi gwo ponp. Tib 19 mm ak pi gwo yo gen yon pri kapital ki pi wo ki pa konpanse pa pri ponpe ki pi ba a.
Paramèt spesifikasyon pou chofe chimik gluan
Enjenyè ekipman ki espesifye yon echanjeur chalè PTFE pou chofaj chimik gluan ta dwe konfime paramèt sa yo ak founisè a.
Viskozite likid.Espesifye viskozite a nan tanperati opere ak seri a espere.
Pousantaj koule.Espesifye pousantaj koule nan konsepsyon ak seri a espere.
Limit gout presyon.Espesifye gout presyon maksimòm akseptab atravè echanjeur chalè a.
Chalè chalè.Espesifye chaj chalè a ak seri a espere.
Dyamèt tib.Espesifye dyamèt tib la ki baze sou limit gout presyon ak egzijans transfè chalè a.
Vitès koule.Espesifye vitès konsepsyon an ak seri a espere.
Sifas tib.Espesifye si wi ou non tib sifas amelyore yo nesesè.
Seleksyon ponp.Espesifye tèt ponp lan ak kondisyon koule yo.
Matche seleksyon tib ak kondisyon koule gluan
Gout presyon atravè yon echanjeur chalè PTFE nan sèvis chofaj chimik gluan se paramèt konsepsyon limite. Gout presyon an se pwopòsyonèl ak viskozite a ak vitès la ak envès pwopòsyonèl ak kare a nan dyamèt tib la nan koule laminar. Koyefisyan transfè chalè a pwopòsyonèl ak vitès ki monte nan 1/3 pouvwa a ak envers ki gen rapò ak dyamèt tib la.
Seleksyon tib la ta dwe balanse limit gout presyon kont egzijans transfè chalè a. Yon dyamèt tib pi gwo diminye gout presyon an, men tou diminye koyefisyan transfè chalè a, ki mande pou yon pi gwo sifas. Dyamèt la pi bon se youn ki minimize pri total de de an komen sou lavi sèvis la.
Pou enstalasyon chofaj chimik gluan evalye opsyon echanjeur chalè PTFE, seleksyon tib yo ta dwe baze sou pri total de de an komen, ki gen ladan pri kapital la, pri enèji ponpe, ak pri antretyen an. Yon dyamèt tib ki optimize pou transfè chalè pou kont li ka gen yon pri total ki pi wo akòz enèji ponpe twòp.
Enjenyè ekipman ak espesyalis akizisyon ki evalye espesifikasyon echanjeur chalè PTFE pou chofaj chimik gluan oswa lòt sèvis viskozite segondè-ka mande yon revizyon konsepsyon ki kouvri viskozite likid, pousantaj koule, limit gout presyon, chaj chalè, dyamèt tib, ak vitès koule pou konfime inite a matche ak pwopriyete likid aktyèl yo ak estrikti pri opere nan etablisman an.
