چه استراتژی هایی از توزیع نادرست جریان در یک مبدل PTFE که در شل-جریان های جانبی پایین کار می کند جلوگیری می کند؟

در یک مبدل PTFE، یک جریان جانبی پوسته کم- ممکن است به سادگی از شکاف های بای پس بزرگ اطراف بسته لوله عبور کند و مسیر کمترین مقاومت را طی کند و تماس کمی با سطح انتقال حرارت برقرار کند. اجتناب از این بای پس برای دستیابی به حداکثر عملکرد حرارتی در شرایط جریان محدود حیاتی است.

Shell Side Flow Maldistribution Nature of
در یک مبدل PTFE با جریان کم با توزیع نادرست جریان سمت پوسته، سیال سمت پوسته دارای چندین کانال جریان رقیب است. سیال در حالت ایده آل در سراسر بسته لوله که در آن انتقال حرارت انجام می شود رانده می شود. در واقع، مسیرهای مقاومت پایین دیگری نیز وجود دارد:

جریان بای پس بین دیواره پوسته و بسته نرم افزاری

بافل-به-نشت پاکسازی پوسته

اتصال کوتاه توسط لوله-برای باز کردن شکاف ها

تکانه به پخش یکنواخت‌تر سیال در سرعت‌های جریان بالاتر کمک می‌کند. با این حال، در سطوح جریان کم، فشار حرکتی متوسط ​​است و جریان تمایل دارد تا روی آسان‌ترین مسیرهای ممکن متمرکز شود. بنابراین، بخش بزرگی از سیال ممکن است بسته لوله را به طور کامل دور بزند و منجر به استفاده ضعیف از حرارت و کارایی کمتر مبدل شود.

توزیع نامناسب جریان کم: مکانیسم های بحرانی
مشکل اصلی در سرعت‌های پایین پوسته{0}}عدم اختلاف فشار برای غلبه بر مقاومت‌های نشتی است. سیال ترجیحاً از طریق:

فاصله پوسته تا بافل

شکاف دسته لوله های محیطی

مناطق با مقاومت جریان کم در نزدیکی مناطق آبگیر

هنگامی که جریان بای پس غالب می شود، حتی در حالی که مساحت سطح واقعی مبدل حرارتی مشابه باقی می ماند، منطقه انتقال حرارت موثر بسیار کاهش می یابد.

استراتژی‌های طراحی برای Shell{0}}جریان جانبی
پاکسازی بافل و پوسته، تنظیم
ساده ترین راه برای کنترل توزیع نادرست، کاهش مسیرهای نشتی با سفت کردن تلرانس های مکانیکی است. استانداردهایی مانند TEMA فاصله های قابل قبولی را بین:

قطر بیرونی، بافل، پوسته، دیوار داخلی

حد بیرونی بسته نرم افزاری لوله و دیواره پوسته

سوراخ های لوله و صفحات بافل

کاهش این فاصله ها جریان بای پس را کاهش می دهد و سیال بیشتری را در بسته لوله هدایت می کند. با این حال، با در نظر گرفتن تحمل تولید و انبساط حرارتی باید از اتصال مکانیکی اجتناب شود.

استفاده از نوار آب بندی
نوارهای آب بندی که در امتداد حاشیه باندل لوله قرار می گیرند اغلب برای مسدود کردن مسیرهای بای پس بین بسته نرم افزاری و پوسته استفاده می شوند. این نوارها به عنوان موانع فیزیکی برای منحرف کردن جریان جانبی پوسته به ناحیه بسته نرم افزاری لوله عمل می کنند.

طراحی نوارهای آب بندی در مبدل های PTFE باید انعطاف پذیری مواد و خواص انبساط حرارتی مواد را در نظر بگیرد تا اطمینان حاصل شود که خواص آب بندی در سراسر دماهای عملیاتی حفظ می شود.

بهینه سازی هندسه بافل
طراحی بافل برای پراکندگی جریان بسیار مهم است. اندازه‌های برش کوچک‌تر روی بافل، کسری از جریان فشرده‌شده روی دسته لوله را افزایش می‌دهد و اجازه دور زدن محوری را نمی‌دهد. اما اگر برش بافل بیش از حد کاهش یابد، افت فشار به طور چشمگیری افزایش می یابد.

می‌توان از بافل‌های کامل (کم یا بدون بریدگی، با شکاف‌های فاصله کنترل‌شده) برای اعمال یک آرایش جریان متقاطع برای برنامه‌هایی با نرخ جریان بسیار پایین استفاده کرد.

ترتیبات بافل حلزونی
راه حل های پیچیده تر، سیستم های بافل مارپیچی یا مارپیچی هستند. این ویژگی‌ها سیال کناری پوسته را در یک الگوی مارپیچ پیوسته هدایت می‌کنند، رفتاری شبیه پلاگ-جریان- را افزایش می‌دهند و مناطق ساکن را به حداقل می‌رسانند.

بافل‌های حلزونی گران‌تر و از نظر فنی پیچیده‌تر هستند، اما حساسیت به نشت و توزیع نادرست را تا حد زیادی کاهش می‌دهند. این امر آنها را به ویژه در سیستم‌های{1} PTFE با جریان کم که در آن حفاظ‌های سگمنتال معمولی در دستیابی به توزیع یکنواخت مشکل دارند، موثر می‌سازد.

قوانین طراحی برای عملکرد کم پوسته{0}}جریان جانبی
برخی از ایده های طراحی اولیه را می توان برای کاهش موثر مسائل مربوط به توزیع نادرست جریان جانبی پوسته مبدل PTFE با جریان خلاصه کرد:

فاصله بین بافل به پوسته و بسته به پوسته را تا حد قابل قبول به حداقل برسانید

لوله های بای پس محیطی را با نوارهای آب بندی ببندید

با کاهش برش بافل، کسر جریان متقاطع را در دسته لوله افزایش دهید

استفاده از بافل های مارپیچ برای افزایش همگنی جریان در دبی بسیار کم

اطمینان حاصل کنید که توزیع ورودی تا حد ممکن یکنواخت باشد تا از جت موضعی جلوگیری شود