Slobodno{0}}viseći svitak u pokretnoj tekućini
Slobodno{0}}viseći PTFE izmjenjivač topline-okačen na rub spremnika bez donje potpore-nudi jednostavnu ugradnju i jednostavno uklanjanje radi čišćenja. U mirnoj tekućini, zavojnica pasivno visi, doživljavajući samo vlastitu-težinu i sile uzgona. Mehanički dizajn je jednostavan.
U uzburkanom spremniku ista zavojnica postaje dinamički sustav. Mjehurići prskanja zraka dižu se kroz snop cijevi, stvarajući oscilirajuće sile uzgona. Mehaničke mješalice stvaraju rotirajuće uzorke protoka koji njišu zavojnicu na frekvenciji impelera. Eduktorske mlaznice proizvode mlazove velike-brzine koje pobuđuju lokalizirane vibracije cijevi.
Mehanička opterećenja uzrokovana miješanjem primarna su determinanta životnog vijeka slobodno{0}}visećeg PTFE izmjenjivača topline. Noseći sustav dizajniran za statička opterećenja prerano otkazuje u dinamičkim uvjetima. Određivanje obrasca miješanja prije projektiranja omogućuje konstrukciju potporne strukture za stvarno radno okruženje.
Vrste agitacije i njihovi dinamički učinci
Zračno miješanje uvodi komprimirani zrak kroz raspršne cijevi ispod zavojnice. Mjehurići se dižu kroz snop cijevi, stvarajući vertikalno oscilatorno strujanje. Cijevi doživljavaju nasumično udaranje dok mjehurići prolaze. Frekvencijski spektar je širokopojasan-nema jedne dominantne frekvencije-ali kumulativni ciklusi zamora tijekom mjeseci kontinuiranog prskanja su značajni. Mehanički učinak raspoređen je po cijelom području zavojnice.
Mehaničko miješanje pomoću rotirajućeg impelera stvara usmjereno polje protoka. Zavojnica doživljava stalnu silu otpora u smjeru protoka plus oscilirajuće sile na frekvenciji prolaska-lopatice rotora. Ako se prirodna frekvencija zavojnice u smjeru protoka podudara s frekvencijom-prolaska lopatice, rezonancija pojačava gibanje. Mehaničko miješanje je najzahtjevniji uvjet za-dizajn slobodno viseće zavojnice.
Eductor agitacija pumpa tekućinu kroz mlaznice, stvarajući mlazove velike-brzine. Udar mlaza o zavojnicu vrlo je lokaliziran. Cijevi na putu mlaza doživljavaju povećano cikličko opterećenje dok cijevi izvan zone mlaza ostaju relativno neporemećene. Ovo lokalizirano opterećenje stvara diferencijalno nakupljanje zamora na svitku.
Tablica 1: Utjecaj vrste miješanja na slobodno{1}}zahtjeve dizajna PTFE svitka
| Vrsta agitacije | Karakteristika dinamičkog opterećenja | Dominantni frekvencijski raspon | Utjecaj dizajna | Potrebna specifikacija |
|---|---|---|---|---|
| Prskanje zraka (umjereno) | Širokopojasni nasumični udar | 1-10 Hz | Kumulativni umor; distribuiran | Brzina protoka zraka; mjesto raspršivača; veličina mjehurića |
| Mrskanje zraka (agresivno) | Jaka vertikalna oscilacija | 2-20 Hz | Rizik od sudara cijevi; trošenje potpore | Isti parametri; klasifikacija intenziteta |
| Mehanička mješalica (aksijalni protok) | Usmjereni protok + impulsi-prolaska lopatice | Oštrica-prolazi=RPM × broj oštrica | Rizik od rezonancije; stalan otklon | RPM impelera; broj oštrica; promjer; položaj u odnosu na zavojnicu |
| Mehanička mješalica (radijalni protok) | Poprečni-tok s periodičnim pulsevima | Isto kao gore | Bočno njihanje; podržavaju koncentraciju stresa | Isti parametri; smjer protoka |
| Eduktorska mlaznica | Lokalizirani-mlaz velike brzine | Širokopojasne turbulencije | Lokalizirani zamor pri udaru mlaza | Brzina protoka mlaznice; brzina; smjer; udaljenost do zavojnice |
| Kombinirana agitacija | Višestruko postavljeno opterećenje | Zbroj pojedinačnih izvora | Složeni spektar zamora | Svi parametri za sve izvore uznemirenosti |
Izmjene dizajna temeljene na specifikaciji miješanja
Kada je određen obrazac miješanja, dizajn nosača zavojnice može se uskladiti s uvjetima opterećenja.
Za-spremnike koji se miješaju zrakom i umjereno štrcanje, prikladni su standardni slobodno{1}}viseći dizajni s dovoljnim razmakom cijevi da spriječi-sukobljavanje izazvano mjehurićima. Razmak između cijevi--od 1,5-2,0 puta veći od promjera cijevi sprječava kontakt tijekom normalnog kretanja izazvanog mjehurićima.
Za spremnike s mehaničkim miješanjem potrebne su dodatne mjere. Izračunava se prirodna frekvencija zavojnice i uspoređuje s-prolaznom frekvencijom oštrice. Ako je rezonancija moguća, konstrukcija nosača dodaje srednje ukrućenje kako bi se prirodna frekvencija pomaknula od pojasa pobude. Dodatni bočni oslonci ili donji prsten za vođenje mogu biti potrebni za ograničavanje amplitude otklona.
Za eduktor-agitirane spremnike, cijevi na putu mlaza mogu zahtijevati deblje stijenke ili zaštitne navlake. Razmak potpore u zoni mlaza može biti smanjen u usporedbi s ostatkom svitka. Alternativno, ploča za usmjeravanje protoka preusmjerava mlaz od izravnog udara cijevi.
Cijena neodređene agitacije
Kada se obrazac miješanja ne priopći tijekom faze projektiranja, dobavljač dizajnira generičko "umjereno miješanje". Ako je stvarno miješanje agresivnije, zavojnica se ubrzano oštećuje uslijed zamora. Sudar cijevi nosi kroz zidove. Potporne točke zamor i pukotine. Zavojnica se pokvari godinama prije projektiranog životnog vijeka.
Kvar se često pripisuje nedostatku materijala ili grešci u proizvodnji kada je stvarni uzrok dinamičko opterećenje koje konstrukcija nikada nije uzela u obzir. Određivanje obrasca agitacije jednostavna je komunikacija koja sprječava cijeli lanac neuspjeha.
Sažetak
Određivanje uzorka miješanja bitno je za prilagođavanje dinamičkog mehaničkog integriteta slobodno{0}}visećeg PTFE izmjenjivača topline. Raspršivanje zraka, mehaničko miješanje i protok eduktora stvaraju fundamentalno različite spektre opterećenja koji zahtijevaju različite dizajne nosača. Specifikacija miješanja omogućuje dizajneru da izračuna prirodne frekvencije, izbjegne rezonanciju, dimenzionira oslonce za stvarna dinamička opterećenja i osigura da zavojnica zadovolji projektirani vijek trajanja.
Obrazac specifikacije podataka o miješanju dostupan je na zahtjev, pružajući strukturirani format za dokumentiranje svih izvora miješanja, njihovih radnih parametara i njihovog prostornog odnosa prema mjestu instalacije izmjenjivača topline.
