Реалността на задръстения резервоар
Процесните резервоари в работещите инсталации натрупват вътрешно оборудване в продължение на години на модификации. Вал на бъркалка минава вертикално през центъра на резервоара. Термичните гнезда на сензора за температура стърчат от стената. Успокоителните кладенци на сензора за ниво заемат единия ъгъл. Линиите за вземане на проби и епруветките за потапяне на химикали влизат отгоре. Топлообменникът-често последният указан основен вътрешен компонент-трябва да се побере в останалото пространство.
Стандартен PTFE топлообменник с еднакви дължини на тръбите не може да отговаря на този неравномерен наличен обем. Дългите тръби, които биха заели термично най-изгодните позиции, са блокирани от препятствия. Късите тръби, които отговарят на наличните празнини, оставят неотопляеми мъртви зони другаде.
Персонализирано регулиране на дължината на тръбата-вариране на дължината на отделните тръби в пакета, за да съответства на наличното свободно пространство при всяка позиция на тръбата-максимизира повърхността за пренос на топлина, която може да се монтира в претоварен резервоар. Всяка тръба е толкова дълга, колкото позволява нейното специфично местоположение, запълвайки наличния обем с нагревателна повърхност точно до границите на разстоянието от препятствията.
Процесът на картографиране на препятствията
Преди проектирането на шахматно разположения тръбен сноп се създава подробна пространствена карта на всички вътрешни части на резервоара. Картата определя зони на изключване около всяко препятствие-физическия обем, в който тръбите на топлообменника не трябва да влизат. Изключителните зони включват самото препятствие плюс граница на хлабина за термично разширение, вибрации и толеранс на монтаж.
Свободното пространство за движещи се препятствия (вал на бъркалка, работно колело) включва пълния обхват на движение плюс допустимо отклонение на вала под товар. Пропускът за стационарни препятствия (термични гнезда, прегради) обикновено е 25-50 mm.
Оставащият обем-вътрешността на резервоара минус всички зони на изключване-е наличната обвивка за топлообменника. В рамките на тази обвивка на всяка тръба е определена дължина, която максимизира нейната топлопреносна повърхност, като същевременно се зачитат всички граници на зоните на изключване. Тръбите, минаващи близо до вала на бъркалката, са по-къси. Тръбите в безпрепятствени зони са по-дълги.
Таблица 1: Параметри на разместване на дължината на тръбата за претоварен резервоар (3 м диаметър, 2,5 м дълбочина, централна бъркалка)
| Позиция на тръбата | Близост на препятствието | Максимално допустима дължина (mm) | Действителна посочена дължина (mm) | Площ спрямо унифициран дизайн (%) |
|---|---|---|---|---|
| Ред 1, тръби 1-5 (близо до стената) | Без препятствия | 2,400 | 2,350 | +18% (по-дълго от единния минимум) |
| Ред 2, тръби 6-10 | Сензорна термогнездо при тръба 8 | 2400 (Тръби 6,7,9,10); 1800 (Тръба 8) | 2,350; 1,750 | Варира според позицията |
| Ред 3, тръби 11-15 | Зона на вал за бъркалка | 1,200-1,600 | 1,150-1,550 | +40% (по-късо от еднообразното, но по-дълго, отколкото изключването би позволило, ако е еднообразно) |
| Ред 4, тръби 16-20 (отсрещната стена) | Без препятствия | 2,400 | 2,350 | +18% |
| Обща топлообменна повърхност | – | – | – | +12% повече повърхност от унифициран-дизайн с дължина, подходящ за същия резервоар |
Ползата от топлинната ефективност
Сноп с еднаква -дължина, проектиран да пасва на най-ограничените места-тръбите близо до вала на бъркалката-, ще има всички тръби, отрязани до най-късата необходима дължина. Това би оставило значителен неизползван обем в зоните без препятствия. Общата топлопреносна повърхност ще бъде значително по-малка от шахматния дизайн.
Шахматният дизайн възстановява тази загубена повърхност, като позволява на всяка тръба да се простира дотолкова, доколкото позволява специфичното й местоположение. Допълнителната повърхност директно подобрява отоплителния капацитет или намалява необходимото налягане на парата, осигурявайки предимство на топлинните характеристики, без да увеличава отпечатъка на топлообменника.
Разположените дължини на тръбите също разпределят топлината по-ефективно в резервоара. По-дългите тръби в безпрепятствените външни зони компенсират намалената дължина на тръбата в близост до централната бъркалка, като поддържат по-равномерно разпределение на входящата топлина в сравнение с еднаква конструкция с къса{1}}тръба.
Изисквания за производство и сглобяване
Тръбен сноп с -разпределена дължина изисква всяка тръба да бъде нарязана на определена дължина и идентифицирана по позиция в снопа. Карта на тръбата-чертеж, показващ позицията на всяка тръба с нейната зададена дължина-ръководства при производството и сглобяването. Всяка епруветка е етикетирана със своя идентификатор на позиция, като се използва метод за постоянно маркиране, съвместим с химията на процеса.
По време на сглобяването етикетираните тръби се вкарват в опорните плочи на техните обозначени позиции. Колекторите са проектирани да поемат променливите дължини на тръбите, като тръбните връзки са разположени така, че да съответстват на крайните точки на всяка тръба. Разположените дължини не усложняват дизайна на хедера; стандартните компресионни фитинги приемат всякаква дължина на тръбата.
Резюме
Персонализираното залитане на дължината на тръбата максимизира повърхността за пренос на топлина в резервоари със сложни вътрешни препятствия чрез промяна на индивидуалната дължина на тръбата, за да съответства на наличното свободно пространство на всяка позиция. Шахматният дизайн възстановява повърхността, която дизайнът с еднаква-дължина би пожертвал, като обикновено подобрява общата повърхност с 10-20% в умерено претоварени резервоари.
Подробно картографиране на препятствията с подходящи граници на разстоянието определя наличната обвивка. Карта на тръбите ръководи изработката и сглобяването, като всяка тръба е нарязана на позиция-специфична дължина и е идентифицирана за правилно поставяне.
Инженерна поддръжка за дизайн на PTFE топлообменник с -размерна дължина е достъпна при подаване на чертежи на вътрешното разположение на резервоара, размери и местоположения на препятствията, изисквания за свободно пространство и спецификации за отопление.
