จะเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางท่อที่ถูกต้องสำหรับตัวแลกเปลี่ยน PTFE ในการจัดการกับสารละลายที่เป็นเส้นใยได้อย่างไร

โรงงานกระดาษหรืออุตสาหกรรมสิ่งทอส่งออกขยะที่มีเส้นใยยาว แข็ง และเหนียวออกไป ดำเนินการนี้ผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน PTFE ทั่วไปที่มีท่อแคบขนาด 6 มม. และคุณจะได้สูตรสำหรับปลั๊กที่รวดเร็ว ทั้งหมด และน่ารำคาญ เส้นเกลียวจะยาวไปถึงทางเข้าท่อ ทำให้เกิดเป็นเสื่อพันกัน และการถ่ายเทความร้อนจะพังทลาย ขั้นตอนแรกและสำคัญที่สุดในการสร้างตัวแลกเปลี่ยนคือการเลือกท่อที่มีขนาดใหญ่เพียงพอเพื่อให้เส้นใยที่แย่ที่สุด-สามารถเคลื่อนที่ผ่านได้โดยตรงโดยไม่กีดขวาง การเลือกเครื่องแลกเปลี่ยน PTFE ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางท่อที่เหมาะสมสำหรับสารละลายที่เป็นเส้นใยเป็นขั้นตอนแรกและสำคัญที่สุดสำหรับระบบทำความเย็นหรือทำความร้อนที่เชื่อถือได้และบำรุงรักษาได้

ตรรกะของการออกแบบ: เสียสละประสิทธิภาพเชิงความร้อนเพื่อประกันการไหล
เหตุใดจึงแนะนำให้ใช้เส้นผ่านศูนย์กลางเล็กโดยทั่วไป
ข้อได้เปรียบทางความร้อนที่สำคัญของท่อ PTFE คืออัตราส่วนพื้นที่ผิวต่อปริมาตรที่มาก ซึ่งทำได้ดีที่สุดเมื่อมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก ท่อแคบ (เช่น เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 4-6 มม.) อัดพื้นที่การถ่ายเทความร้อนมากขึ้นลงในปริมาตรเปลือกที่กำหนด ต้นทุนวัสดุน้อยลง และกระตุ้นให้เกิดการไหลเชี่ยวที่ความเร็วต่ำ เป็นการออกแบบที่ดีที่สุดสำหรับของเหลวที่สะอาด แต่สำหรับสารละลายที่เป็นเส้นใย ตรรกะความร้อนนี้ใช้ไม่ได้หากท่อถูกเสียบปลั๊ก ท่อที่อุดตันไม่นำพาความร้อน

กฎทอง: เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อมากกว่าความยาวของไฟเบอร์
The engineer must select a tube with an inner diameter that is much greater than the longest fibres in the slurry. A good safe place to start is a 10mm or 12mm inner diameter (ID) tube. For very long fibres (e.g., >อาจจำเป็นต้องใช้เส้นผ่านศูนย์กลาง 10 มม.) ตั้งแต่ 15 ถึง 20 มม. สิ่งนี้จะนำไปสู่ตัวแลกเปลี่ยนที่ใหญ่กว่าสำหรับงานความร้อนเท่ากันและความเร็วด้านเปลือกที่ต่ำกว่าซึ่งอาจต้องใช้แผ่นกั้นเพิ่มเติมหรืออัตราการไหลรวมที่สูงขึ้น ข้อเสียที่เห็นได้ชัดเจนคือ ตัวแลกเปลี่ยนที่มีขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อยและมีประสิทธิภาพเชิงความร้อนน้อยกว่าซึ่งใช้งานได้จริง เทียบกับตัวแลกเปลี่ยนขนาดเล็กที่มีประสิทธิภาพเชิงความร้อนที่เสียบปลั๊กอยู่เสมอ

เพื่อให้ความร้อนไหลเวียนได้ กลุ่มเส้นใยต้องสามารถเคลื่อนที่ไปตามทางหลวงเปิดขนาดใหญ่ได้ ช่องแคบบิดเบี้ยวจะกลายเป็นท่ออุดตันใช้ไม่ได้ ยังจำเป็นต้องมีที่กรองหรือกรองต้นน้ำเพื่อกำจัดเศษที่มีขนาดใหญ่กว่า แต่ท่อจะต้องสามารถผ่านเส้นใยใดๆ ที่ผ่านเข้ามาได้

ด้านเทคนิคเพื่อการทำงานที่เชื่อถือได้
ความเร็วทางฝั่ง Tube
นอกจากนี้ ความเร็วด้านข้างของท่อยังต้องรักษาให้สูงอยู่เสมอ ซึ่งโดยปกติจะสูงกว่า 2 ม./วินาที เพื่อป้องกันไม่ให้เส้นใยตกตะกอนหรือเกาะติดกับผนังท่อ ที่ความเร็วต่ำ การสะสมของวัสดุเส้นใยที่ด้านล่างของท่อแนวนอนเกิดจากแรงโน้มถ่วง จึงค่อยๆ สร้างเบดที่ขัดขวางการไหล ความเร็วที่สูงขึ้น (สูงสุด 3–4 ม./วินาที จำกัดโดยแรงดันตก) จะรักษาเส้นใยให้คงตัวและช่วยชะล้างสิ่งสะสมชั่วคราว-ผ่านตัวแลกเปลี่ยน ข้อกำหนดด้านความเร็วนี้ยังส่งผลต่อการเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อด้วย เนื่องจากท่อขนาดใหญ่ต้องใช้อัตราการไหลที่มากขึ้นเพื่อให้ได้ความเร็วเท่ากัน และสิ่งนี้สามารถเพิ่มพลังงานที่จำเป็นสำหรับการสูบน้ำ

การจัดเรียงท่อและเปลือก-ด้านด้านข้าง
ในกรณีของสารละลายเส้นใยที่ด้านข้างของท่อ การอุดตันมีความจำเป็นน้อยลงสำหรับการออกแบบด้านของเปลือก แต่การเข้าถึงเพื่อทำความสะอาดยังคงมีความสำคัญ เค้าโครงของท่อสี่เหลี่ยมถูกเลือกไว้เหนือระยะพิทช์สามเหลี่ยม เนื่องจากมีทางเดินตรงที่ไม่มีสิ่งกีดขวางระหว่างแถวของท่อ และช่วยให้สามารถทำความสะอาดกลไกด้านเปลือกในกรณีที่เกิดการเปรอะเปื้อน แต่เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อยังคงเป็นตัวป้องกันที่สำคัญต่อการเสียบปลั๊ก ไม่ว่าสถาปัตยกรรมจะสมบูรณ์แบบเพียงใด หากรูของท่อมีขนาดเล็กเกินไป การไม่ทำให้ยุ่งเหยิงด้านข้างหรือการเข้าถึงการทำความสะอาดจำนวนเท่าใดก็จะป้องกันการอุดตันของท่อได้

ด้านการออกแบบอื่น ๆ
รูปทรงทางเข้าของท่อ: รัศมีหรือแสงแฟลร์ที่เรียบที่ทางเข้าช่วยป้องกันไม่ให้เส้นใยไปติดที่ขอบแหลมคม ท่อจะต้องราบเรียบโดยให้หน้าแผ่นท่อไม่มีริมฝีปากยื่นออกมา

Tube length: A shorter tube (e.g. 1-2 m) is easier to rod out if a blockage occurs. For very long tubes (>3 ม.) การทำความสะอาดเชิงกลไม่สามารถทำได้

การกลับตัวได้ ตัวแลกเปลี่ยนควรถูกสร้างขึ้นสำหรับการกลับตัวของการไหล (เช่น สามารถรับการไหลในทิศทางใดก็ได้) เพื่อให้สามารถกำจัดการอุดตันชั่วคราวได้โดยการล้างกลับ-

แนวทางปฏิบัติสำหรับการคัดเลือก
ความยาวเส้นใยสูงสุดท่อขั้นต่ำที่แนะนำ IDTการใช้งานทั่วไป < 3 มม. 6-8 มม. เยื่อกระดาษละเอียด, ผิวเคลือบสิ่งทอ
10 มม. 3–6 มม. ของเสียชีวภาพ น้ำสีขาวธรรมดาจากอุตสาหกรรมการผลิตกระดาษ-
12-15 มม. 6-10 มม. เยื่อหยาบ เศษฝอย สารละลายอาหารเป็นครั้งคราว > 10 มม. 15-20 มม. หรือตามสั่ง ปริมาณเศษผ้า เส้นใยสังเคราะห์ยาว
ตัวเลขนี้ใช้สำหรับสารละลายเจือจาง (< 5% fibres by weight). Larger diameters and lower velocities are necessary at greater concentrations to avoid bridging.

ข้อเสียที่หลีกเลี่ยงไม่ได้-: ขนาดเทียบกับการอุดตัน
เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อส่งผลโดยตรงต่อขนาดและราคาของเครื่องแลกเปลี่ยน พื้นที่ผิวต่อความยาวหน่วยเป็นสัดส่วนกับเส้นผ่านศูนย์กลาง ดังนั้นเพื่อให้ได้พื้นที่ผิวเท่ากันสำหรับหน้าที่ความร้อนที่กำหนด ท่อ ID ขนาด 10 มม. ต้องใช้ท่อมากกว่าประมาณ 44% (หรือท่อที่ยาวกว่า) มากกว่าท่อ ID ขนาด 12 มม. ซึ่งจำเป็นต้องเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของเปลือก และทำให้มีค่าใช้จ่ายด้านวัสดุและการผลิตด้วย อย่างไรก็ตาม ค่าใช้จ่ายในการหยุดทำงานปกติในการทำความสะอาดตัวแลกเปลี่ยนที่เสียบปลั๊กนั้นมักจะมากกว่าค่าใช้จ่ายล่วงหน้าสำหรับประเภทที่ใหญ่กว่าและไม่สามารถเสียบปลั๊กได้ โดยทั่วไปขนาดของหลุมถือเป็นลักษณะการออกแบบที่สำคัญที่สุดในการต่อสู้ที่ดุเดือด-ถึง-

สรุป: ชนะสงครามต่อต้านการเสียบปลั๊ก
The simple bold decision of a large-bore tube wins the war against plugging in a PTFE exchanger handling a fibrous slurry. Tube inlet bridging avoided with inner diameter of 10 mm or more, sufficient tube-side velocity (>2 เมตร/วินาที) และแรงตึงต้นน้ำ ทางเลือกนี้เป็นโซลูชันการถ่ายเทความร้อนที่เชื่อถือได้ บำรุงรักษาได้ และมีอายุการใช้งานยาวนาน แต่จะสูญเสียประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนบางส่วน และเพิ่มขนาดของตัวแลกเปลี่ยน ในกรณีของของแข็ง ขนาดของรูมักจะเป็นองค์ประกอบการออกแบบที่สำคัญที่สุด