จะเลือกเปลือก PTFE-และ-ตัวแลกเปลี่ยนท่อสำหรับการควบแน่นของไอที่มีฤทธิ์กัดกร่อนในสุญญากาศได้อย่างไร

มันเหมือนกับการเดินไต่เชือกเพื่อควบแน่นไอที่มีฤทธิ์กัดกร่อนภายใต้สุญญากาศ ด้านเปลือกต้องมีแรงดันตกต่ำเพื่อรักษาสุญญากาศ แต่ท่อต้องมีความหนาพอที่จะทนต่อการยุบตัวภายใต้แรงกดดันภายนอก การเลือกตัวแลกเปลี่ยน PTFE สำหรับฟังก์ชันนี้เป็นการฝึกสมดุลระหว่างความต้องการที่ขัดแย้งกันเหล่านี้ เสถียรภาพทางกลและประสิทธิภาพไฮดรอลิกเป็นส่วนสำคัญในกระบวนการออกแบบการใช้งานไอระเหยที่มีฤทธิ์กัดกร่อนของตัวแลกเปลี่ยน PTFE สูญญากาศ

การควบแน่นแบบสุญญากาศสำหรับบริการที่มีฤทธิ์กัดกร่อน –
โดยทั่วไปการควบแน่นแบบสุญญากาศจะใช้ในกระบวนการทางเคมีเพื่อลดจุดเดือด และช่วยให้สารเคมีที่มีจุดเดือดสูงหรือไวต่อความร้อน-ฟื้นตัวได้ทีละน้อย โดยปกติแล้วจะเกี่ยวข้องกับไอระเหยที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น สารอินทรีย์ที่เป็นกรด สารเคมีที่มีฮาโลเจน หรือสารตัวกลางที่เกิดปฏิกิริยา

ความหนาแน่นของไอต่ำและการไล่ระดับความดันมีน้อยที่สุดภายใต้สภาวะสุญญากาศ ซึ่งส่งผลให้ระบบมีความไวสูง โดยที่การสูญเสียแรงดันเพียงเล็กน้อยก็สามารถลดประสิทธิภาพการควบแน่นหรือทำให้ระบบสุญญากาศไม่เสถียร

ในเวลาเดียวกัน สภาพด้านข้างของท่อ-อาจใช้แรงดันภายนอกบนท่อ PTFE มากกว่าแรงดันภายใน ซึ่งจะทำให้สถานการณ์การโหลดตามปกติที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนปกติกลับคืนมา

มีโอกาสที่ท่อจะยุบตัวภายใต้สภาวะสุญญากาศ
แรงดันภายนอกเป็นการควบคุมโหลดทางกล
ในการบริการสุญญากาศ แรงดันด้านเปลือกจะต่ำกว่าแรงดันด้านท่อมาก ซึ่งหมายความว่าผนังท่ออยู่ภายใต้แรงดันภายนอก ซึ่งหมายความว่ามีแนวโน้มที่จะยุบ รูปไข่ หรือหักงอ

ความดันการยุบตัวของท่อขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ ความหนาของผนัง และข้อบกพร่องทางเรขาคณิต เช่น รูปไข่ เส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่ขึ้นมีแนวโน้มที่จะเกิดการบิดเบี้ยวภายใต้แรงภายนอก ผนังที่บางกว่ามีความต้านทานต่อการโก่งงอไม่เพียงพอ

เพื่อแก้ไขปัญหานี้ ท่อ PTFE สำหรับบริการฮูเวอร์มักต้องมีผนังที่หนาขึ้น ตามกฎทั่วไปคร่าวๆ ความหนาของผนังควรมีอย่างน้อย 0.8 มม. สำหรับท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่ำกว่า 12 มม. เมื่อใช้งานในสภาพแวดล้อมสุญญากาศ ซึ่งให้ระยะขอบด้านความปลอดภัยจากการพังทลายและการเสียรูปของการคืบ{4}}ในระยะยาว

อย่างไรก็ตาม ในการออกแบบเฉพาะ อาจใช้ส่วนรองรับภายในหรือการจัดระยะพิทช์ของท่อให้ใกล้ขึ้น ซึ่งจะเพิ่มความซับซ้อนและข้อจำกัดในการผลิต

ข้อจำกัดของเชลล์-แรงดันด้านข้างลดลงในการทำงานสุญญากาศ
การออกแบบระบบไฮดรอลิกเพื่อรักษาเสถียรภาพของสุญญากาศ
คอนเดนเซอร์แบบสุญญากาศมีความไวต่อการสูญเสียแรงดันที่ด้านเปลือกอย่างมาก การปรับปรุงความต้านทานเล็กน้อยสามารถสร้างความแตกต่างอย่างมากในประสิทธิภาพของระบบ

ในระบบไอระเหยที่มีฤทธิ์กัดกร่อนของการควบแน่นของสุญญากาศของเครื่องแลกเปลี่ยน PTFE แรงดันตกที่ด้านข้างของเปลือก-มักจะถูกรักษาให้อยู่ในช่วงมิลลิบาร์- หลักเดียว เพื่อไม่ให้รบกวนสมดุลของสุญญากาศ

ด้วยเหตุนี้ รูปทรงด้านข้างของเปลือกจึงได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสมเพื่อลดความต้านทานการไหล:

ความเร็วไอจะลดลงตามเส้นผ่านศูนย์กลางเปลือกขนาดใหญ่

ขนาดหัวฉีดเพิ่มขึ้นโดยหลีกเลี่ยงข้อจำกัดทางเข้า

ใช้แผ่นกั้นเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลยในการออกแบบ-การไหลข้ามแบบเปิด

ในกรณีที่อาจใช้ฟิล์มตกที่เหมาะสมหรือการตั้งค่ากระแสทวนล้วนๆ

ขอบแผ่นกั้นแต่ละอันเป็นสาเหตุของการสูญเสียแรงดัน และในการบริการสุญญากาศ แม้แต่ขีดจำกัดเล็กๆ น้อยๆ ก็สามารถจำกัดประสิทธิภาพได้

การแลกเปลี่ยนไฮดรอลิกความร้อนในคอนเดนเซอร์สุญญากาศ
การถ่ายเทความร้อนกับการเก็บรักษาแรงดัน
ในตัวแลกเปลี่ยนแบบเปลือกและท่อแบบปกติ แผ่นกั้นมักใช้เพื่อเพิ่มความปั่นป่วนและด้วยเหตุนี้การส่งผ่านความร้อน แผ่นกั้นการควบแน่นแบบสุญญากาศมักถูกจำกัด การเน้นเปลี่ยนจากการเพิ่มความปั่นป่วนสูงสุดเป็นการบำรุงรักษาแรงดันตกคร่อมต่ำ

ดังนั้นการออกแบบการถ่ายเทความร้อนจึงขึ้นอยู่กับ:

เพิ่มพื้นที่ผิวเพื่อการแลกเปลี่ยนความร้อน

การกระจายไอน้ำที่เพิ่มขึ้น

ควบคุมกระบวนการควบแน่นของฟิล์ม

สิ่งนี้ให้ปรัชญาการออกแบบที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากบรรยากาศหรือความกดดัน

แนวทางการออกแบบคอนเดนเซอร์ PTFE แบบสุญญากาศ
วิธีการเลือกปฏิบัติ
โดยทั่วไปการเลือกคอนเดนเซอร์สุญญากาศ PTFE จะดำเนินการในลักษณะที่เป็นระบบ:

ความหนาของผนังท่อได้รับการปรับปรุงให้ทนต่อการยุบตัวจากภายนอก

เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อคงไว้ปานกลางเพื่อลดโอกาสการโก่งงอ

เส้นทางการไหลด้านข้างของเชลล์ได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อการอุดตันขั้นต่ำ

แรงดันตกคร่อมจะถูกเปรียบเทียบกับขีดจำกัดของระบบสุญญากาศ (เช่น. 50 การทำงานสัมบูรณ์ของ mbar)

แรงดันตกที่อนุญาตนั้นขึ้นอยู่กับระดับสุญญากาศในการทำงานโดยตรง และต้องการความร่วมมืออย่างใกล้ชิดระหว่างกลุ่มการออกแบบด้านความร้อนและทางกล

สรุป: เสถียรภาพทางกล กำหนดประสิทธิภาพของฮูเวอร์
คอนเดนเซอร์สูญญากาศ PTFE คือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีความเชี่ยวชาญสูง ซึ่งการออกแบบด้านความร้อนถูกครอบงำโดยลักษณะทางกลและไฮดรอลิก ความสมดุลระหว่างความต้านทานต่อการยุบตัวของท่อและการควบคุมแรงดันตกคร่อมด้านข้าง-ของเปลือกเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับความสมบูรณ์ของโครงสร้างและประสิทธิภาพของสุญญากาศ

รากฐานของความสำเร็จในการประมวลผลสุญญากาศคือคอนเดนเซอร์ที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมอย่างถูกต้อง ความหนาของวัสดุ การออกแบบช่องทางการไหล และข้อกำหนดด้านแรงดัน ล้วนได้รับการออกแบบให้เป็นระบบเดียวและมีความสามารถในการทำงานที่เชื่อถือได้ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนและมีแรงดันต่ำ