Как да изберем оптималното разстояние между преградите за PTFE обвивка-и-тръбен топлообменник, работещи със суспензии?

Минерална суспензия, съдържаща фин, абразивен пясък, може бързо да запълни малките пукнатини между плътно разположени прегради в кожух-и-тръбен обменник, запушвайки пътищата на потока и изтърквайки повърхностите на тръбите. При обслужване на тор, топлообменникът трябва да издържа на непрекъснато движение на суспендирани твърди частици, които непрекъснато се опитват да се утаят, преодолят, ерозират или агрегират вътре в корпуса в допълнение към преноса на топлина.

Превръща се в акт на хидравлично балансиране, за да се проектира преградната система за работа с тор. Обменникът трябва да поддържа частиците да се движат достатъчно бързо, за да останат окачени, като същевременно избягва прекомерна турбуленция, запушване и абразивно износване.

Създаването на отворени канали за поток с ниско-ограничение, които осигуряват стабилен транспорт на твърди частици без компромис с топлинната ефективност, е основната цел на дизайна за работа с суспензията на PTFE обменника с подходящо разстояние между преградите.

Защо разстоянието между преградите има значение при обслужването на течен тор
Отстранява направляващия флуид от страна на обвивката- през тръбния сноп в-и-тръбния обменник, за да подобри преноса на топлина и да осигури механична опора за тръбите.

При обслужване с чиста течност често са желателни тясно разположени прегради, защото увеличават турбулентността и ефективността на топлопреноса. Суспензиите имат доста различно поведение.

Твърдите частици не следват правилно теченията на течността. Вместо това те:

Насочете се към региони с ниска{0}}скорост

Натрупват се в мъртви зони

Ерозирайте високо{0}}скоростни повърхности

Мост през тесни тунели

Уредете се, когато турбуленцията отслабне

Суспензията е принудена постоянно да променя посоката си през тесни прозорци на потока, когато преградите са поставени твърде близо една до друга. Абразивните частици влизат в контакт с преградните ръбове, рециркулират в застояли джобове и прогресивно развиват отлагания, които ограничават още повече потока.

Резултатът може да бъде:

Увеличаване на спада на налягането

Неправилно разпределение на потока

Тръбна ерозия

Здрава опаковка

Постепенно запушване

Намалена ефективност на пренос на топлина

Хидравличната чистота често има предимство пред увеличаващата се турбуленция при приложенията на торовия тор.

Защо е обичайно да се предпочита по-широко разстояние между преградите
Широкото разстояние между преградите генерира по-големи и прави канали за поток през корпуса на топлообменника.

Дизайнът позволява на частиците да текат през снопа с по-малко промени в посоката и по-малко ограничения, вместо да кара суспензията многократно да се плъзга през стеснени секции на напречния поток.

Няколко оперативни предимства произтичат от по-голямото разстояние.

Намален спад на налягането
Общото хидравлично съпротивление от страната на корпуса се намалява с по-малко прегради. Това намалява търсенето на изпомпване и свежда до минимум вероятността от изолирани високо-зони на ерозия.

Подобрено преминаване на твърди частици
По-големите коридори на потока позволяват на грубите частици и агломерати да се движат по-свободно през обменника.

Това става особено важно в:

Минерални суспензии

Кристализиращи течности

Системи за третиране на отпадъци

Суспензии от абразивни оксиди

Обработвайте потоци, които съдържат метал

По-ниско абразивно износване
Намалените промени в посоката намаляват удара на частици върху повърхностите на тръбите и ръбовете на преградите.

Вместо агресивно да удря многобройни препятствия, дизайнът насърчава шлама да се движи през него бързо и безшумно.

Компромисът-: Намалена-странична скорост на корпуса
Въпреки че увеличеното разстояние между преградите подобрява транзита на твърди частици, то също така намалява турбуленцията и скоростта-отстрани на корпуса.

В резултат на това утаяването на частици се превръща в конкурентен риск.

Ако скоростта на суспензията падне твърде ниска, частиците започват да се отделят от носещата течност и да се натрупват вътре в корпуса на обменника. Утаяването често се развива в места с нисък -поток по протежение на стената на корпуса или под редовете от тръби.

Поддържането на суспензия от частици в повечето минерални суспензии обикновено изисква минимална скорост на течността от 1,5–2 m/s.

Под този диапазон рискът от утаяване се увеличава драстично в зависимост от размера и плътността на частиците.

Конструкцията на топлообменника следователно трябва да поддържа адекватна скорост-от страната на черупката, за да поддържа постоянното движение на твърдите частици.

Поддържане на окачване с увеличен дебит
Популярен метод включва увеличаване на циркулационния -поток от страна на корпуса.

Когато по-широкото разстояние между преградите повлияе на локалната скорост, общият дебит на суспензията може да се увеличи, за да се компенсира. В много промишлени системи е предвидена специална рециркулационна помпа, специално за поддържане на скоростта на суспензията през топлообменника.

Тази стратегия има редица предимства:

Подобрен транспорт на твърди частици

Намалени мъртви зони

По-надеждни топлинни характеристики

Намален шанс за натрупване на утайки

Методът успешно разделя необходимостта от суспензия на твърди вещества от топлинния режим.

Обменникът поддържа движението на частиците чрез регулирана обемна скорост на потока, вместо да зависи само от тясното разстояние между преградите, за да създаде турбуленция.

Значението на геометрията на преградата
Ефективността на суспензията не се определя единствено от разстоянието между преградите. Също толкова важен е преградният разрез, който е отворената секция на прозореца, която позволява преминаване на -страничния поток на корпуса.

При обслужване на тор, преградният разрез обикновено се разширява, за да осигури:

По-големи области за преминаване на частици

Намален риск от запушване

По-ниска локализирана турбуленция

По-добра дисперсия на твърди частици

Резките промени в посоката са сведени до минимум, където е възможно.

Големите прозорци без препятствия помагат за предотвратяване на събирането на твърди частици зад преградните ръбове или мостове между редовете тръби.

Статични джобове, където частиците могат да спрат достатъчно дълго, за да се утаят, се предотвратяват от добре-проектиран обменник на тор.

Стъпката на тръбата и оформлението също влияят върху запушването
Движението на суспензията е значително повлияно от разположението на тръбите вътре в корпуса.

Частиците могат да образуват мостове между съседни тръби и в крайна сметка да образуват опаковани отлагания, ако разстоянието между тръбите стане твърде близко.

Транспортът на твърди вещества се влияе от редица дизайнерски решения:

Проектен параметър на ефекта на суспензията
По-широка стъпка на тръбата Намалява образуването на мостове от твърди частици
Подреждане на триъгълна тръба По-висока турбуленция, но по-тесни пътища на потока
Дизайн с квадратна{0}}тръба Повече канали за отворен поток
По-големи луфтове на корпуса По-лесно преминаване на частици
В топлообменниците,-обработващи суспензии, често се избират квадратни-конфигурации на стъпка, защото те генерират по-прави и по-малко ограничителни коридори на потока.

Комбинацията от стъпка на тръбата, разположение и геометрия на преградата в крайна сметка решава дали твърдите частици остават подвижни или започват да се събират.

Предимства на PTFE тръбите при обслужване на тор
PTFE тръбите предлагат различни практически предимства в обменниците-за работа с тор.

Не{0}}незалепваща, гладка повърхност
Флуорополимерната повърхност възпрепятства прилепването на различни твърди вещества и утайки. По-малко вероятно е да се образуват устойчиви отлагания, когато частиците влязат в контакт с тръбите.

Устойчивост на корозия
В допълнение към абразивните зърна, много суспензии също съдържат корозивни съединения. PTFE едновременно издържа на различни киселини, соли и окисляващи вещества.

Намалена тенденция за мащабиране
Ниската повърхностна енергия на PTFE помага за предотвратяване на натрупването на кристализирани соли и минерален котлен камък.

В сравнение с много метални тръбни материали, тези характеристики подобряват -почистването в дългосрочен план.

Проекти на плаващи глави за тежка употреба на тор
Дори при внимателен хидравличен дизайн, бавното натрупване все още може да се случи при екстремни настройки на тор.

За тези приложения архитектурата на обменник с плаваща глава може да осигури оптимален дългосрочен-план за поддръжка.

По време на изключване дизайнът на плаваща глава позволява изваждането на целия тръбен сноп от черупката за операции по почистване като:

Хидробластиране

Почистване с помощта на химикали

Механично промиване

Визуална проверка

Тази достъпност става особено полезна при системи за минно дело, отпадни води и обработка на тежки минерали, където натоварването на твърди частици може да се промени непредвидимо.

Евентуалното замърсяване често се счита за допустимо, а не като напълно избегнато при тежки условия на работа с тор.

Балансиране на преноса на топлина срещу надеждност
Усъвършенстването на конвенционалния топлообменник често се концентрира върху повишаването на топлинната ефективност и турбулентността. Необходим е различен начин на мислене за системите за течен тор.

Агресивно турбулентен дизайн, който редовно се запушва, обикновено е по-малко полезен от обменник с малко по-нисък пиков топлопренос, но стабилно дългосрочно-функциониране.

Следователно, следните са приоритетни в успешния дизайн на обработка на суспензията на PTFE обменник с разстояние между преградите:

Хидравлични канали, които са отворени

Транспорт на стабилни твърди вещества

Нисък риск от ерозия

намалена склонност към запушване

Поддържаемост при изключване

Оперативната издръжливост става също толкова жизненоважна, колкото и термичната ефективност.

В заключение
Успешното боравене с тор в PTFE корпус-и-тръбен обменник започва с чист, отворен, прав-хидравличен дизайн, който намалява областите, където твърдите частици могат да спрат, да се утаят или натрупат. Въпреки че все още трябва да се поддържа достатъчна скорост от страна на черупката, за да се запазят частиците в суспензия, по-широкото разстояние между преградите подобрява преминаването на твърди частици, минимизира абразивното износване и намалява спада на налягането.

При трудни приложения на тор, запушването и ерозията могат да бъдат избегнати чрез внимателно координиране на разстоянието между преградите, формата на изрязване на преградата, стъпката на тръбата и циркулационния поток. Изключителната устойчивост на корозия на PTFE тръбите и гладката, незалепваща повърхност допълнително насърчават надеждната работа.

При обслужване с тежък течен тор, надеждността на топлообменника често разчита по-малко на предизвикване на турбуленция и повече на позволяване на твърдите вещества да мигрират свободно през системата.

Понякога най-добрата преграда е само тази, която е далеч от следващата.