Хемијско постројење треба да дода капацитет хлађења постојећем суду, али расположиви простор је фиксна, кратка и широка цилиндрична шкољка. Конвенционални сноп измењивача топлоте са дугим-цевима ПТФЕ не може да се смести. Термички рад се стога мора компримовати у ограничену геометрију, слично постављању великог мотора у компактну шасију без промене спољашњег омотача.
Ограничења дужине цеви у дизајну ретрофитног ПТФЕ измењивача
У адужина цеви ПТФЕ измењивач постојећи суд ретрофит, основно ограничење дизајна је геометријско, а не топлотно. Расположива посуда дефинише максималну дужину цеви која се не може прекорачити, што директно ограничава површину преноса топлоте по цеви.
Пошто је укупна топлотна обавеза пропорционална површини преноса топлоте, а површина је функција:
Спољна површина цеви
Дужина цеви
Број цеви
смањење дужине цеви мора бити надокнађено повећањем броја цеви.
Повећање броја цеви и пречника шкољке-Искључено
Када је дужина цеви ограничена, топлотне перформансе се одржавају повећањем броја цеви унутар снопа. Овакав приступ дизајну доводи до природне последице: пречник шкољке мора да се повећа да би се прилагодио већој густини цеви.
Добивену конфигурацију карактерише:
Краћа дужина цеви
Већи пречник шкољке
Већи број цеви по пресеку снопа{0}}
Дизајн се спушта и повећава, мењајући аксијалну дужину радијалном густином паковања.
Иако већи пречник шкољке повећава трошкове материјала, то се често надокнађује много већим трошковима повезаним са:
Модификација пловила
Спољно измештање измењивача
Процес преусмеравање цевовода
У сценаријима ретрофита, редизајн измењивача је обично најекономичнији пут.
Оптимизација протока са више пролаза цеви
Краће цеви смањују{0}}бочни пад притиска цеви по пролазу. Ово обезбеђује флексибилност дизајна за повећање броја пролаза цеви, обично са 1-2 на 4 или више.
Повећање броја пролаза помаже у одржавању:
Одговарајућа брзина{0}}бочне цеви
Побољшана турбуленција и коефицијент преноса топлоте
Смањен ризик од деградације ламинарног тока
Међутим, подела пролаза мора бити пажљиво избалансирана како би се избегла прекомерна неправилна дистрибуција.
У-Пакет цеви као стратегија просторне оптимизације
АУ{0}}конфигурација цеви пружа додатно решење за{1}}ограничене инсталације. У овом распореду, свака цев је савијена назад на себе, омогућавајући да оба краја буду причвршћена у једну цев.
Предности укључују:
Повећана површина преноса топлоте унутар смањене аксијалне дужине
Прилагођавање термичке експанзије без додатних дилатационих спојева
Смањење потребне дужине шкољке за исту дужност
За адужина цеви ПТФЕ измењивач постојећи суд ретрофит, дизајн У-цеви може значајно да повећа ефективну површину за пренос топлоте у оквиру ограниченог отиска.
Међутим, морају се поштовати механичка ограничења:
Мора се одржавати минимални радијус савијања како би се избегла деформација или савијање ПТФЕ
Напрезање цеви мора остати у дозвољеним границама под термичким циклусом
Толеранције у производњи морају да обезбеде уједначену дистрибуцију протока на обе краке У-цеви
Ограничења за инсталацију и одржавање
Чак и када се постигну термичке перформансе, механичка приступачност остаје одлучујући фактор. Увећани пречник шкољке мора и даље да задовољава:
Ограничења уласка у шахт пловила
Ограничења за подизање и уметање крана
Будући захтеви за одобрење за уклањање снопа
Ако се ова ограничења не узму у обзир, то може довести до термички исправног, али механички неисправног дизајна.
Баланс дизајна у апликацијама за накнадну уградњу
Дизајн за накнадну уградњу ПТФЕ измењивача је инхерентно проблем оптимизације са више-променљивих који укључује:
Ограничења дужине цеви наметнута геометријом посуде
Потребна дужност преноса топлоте
Ограничења пада притиска
Изводљивост механичке инсталације
Софтвер за термички дизајн се обично користи за понављање између ових ограничења док се не идентификује изводљива конфигурација.
Закључак
Одабир дужине цеви за ПТФЕ измењивач унутар постојеће посуде је класичан изазов за термичко паковање за накнадну уградњу. Када је аксијални простор ограничен, површина преноса топлоте је очувана повећањем броја цеви, проширењем пречника омотача и опционо имплементацијом У-конфигурације цеви.
Резултат је краћи, дебљи и понекад пресавијени измењивач који максимизира топлотне перформансе у строгим геометријским границама.
Прилагођени-пројектовани ПТФЕ измењивач може да се прилагоди скоро сваком инсталационом омотачу, под условом да су топлотна, хидрауличка и механичка ограничења избалансирана као јединствен проблем дизајна.
