กลยุทธ์ใดป้องกันการกระจายตัวของการไหลในตัวแลกเปลี่ยน PTFE ที่ทำงานที่การไหลด้านข้างต่ำ-

ในเครื่องแลกเปลี่ยน PTFE การไหลด้านข้างของเปลือกต่ำ-อาจไหลผ่านช่องว่างบายพาสขนาดใหญ่รอบๆ มัดท่อ ซึ่งเป็นเส้นทางที่มีความต้านทานน้อยที่สุดและสัมผัสกับพื้นผิวการถ่ายเทความร้อนเพียงเล็กน้อย การหลีกเลี่ยงบายพาสนี้เป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้บรรลุประสิทธิภาพการระบายความร้อนสูงสุดจากสถานการณ์การไหลที่จำกัด

การกระจายตัวผิดปกติของการไหลด้านข้างของเชลล์
ในเครื่องแลกเปลี่ยน PTFE ที่มีอัตราการไหลต่ำซึ่งมีการกระจายตัวของการไหลด้านเปลือกที่ไม่ถูกต้อง ของไหลด้านเปลือกจะมีช่องการไหลที่แข่งขันกันหลายช่อง ตามหลักการแล้ว ของไหลจะถูกขับเคลื่อนผ่านมัดท่อที่มีการถ่ายเทความร้อน ในความเป็นจริง ยังมีเส้นทางแนวต้านต่ำอื่นๆ:

การไหลบายพาสระหว่างผนังเปลือกและมัด

แผ่นกั้น-ถึง-การรั่วไหลของเชลล์

การลัดวงจรด้วยท่อ-เพื่อ-ทำให้ช่องว่างยุ่งเหยิง

โมเมนตัมช่วยกระจายของไหลให้สม่ำเสมอยิ่งขึ้นด้วยอัตราการไหลที่สูงขึ้น อย่างไรก็ตาม ที่ระดับการไหลต่ำ แรงกดดันในการขับขี่จะพอประมาณ และการไหลมีแนวโน้มที่จะมุ่งเน้นไปที่เส้นทางที่ง่ายที่สุดที่เป็นไปได้ ดังนั้นของเหลวส่วนใหญ่อาจเลี่ยงมัดท่อโดยสิ้นเชิง ส่งผลให้การใช้ความร้อนไม่ดีและประสิทธิภาพของตัวแลกเปลี่ยนลดลง

การกระจายตัวของการไหลต่ำ: กลไกที่สำคัญ
ปัญหาหลักที่ความเร็วด้านข้าง-ต่ำคือการขาดความแตกต่างของแรงดันเพื่อเอาชนะความต้านทานการรั่วไหล ของเหลวจะผ่านเป็นพิเศษ:

เชลล์เพื่อยุ่งเหยิงระยะทาง

ช่องว่างมัดท่อส่วนปลาย

โซนที่มีความต้านทานการไหลต่ำใกล้กับบริเวณทางเข้า

เมื่อการไหลของบายพาสครอบงำ พื้นที่การถ่ายเทความร้อนที่มีประสิทธิผลจะลดลงอย่างมาก แม้ว่าพื้นที่ผิวที่แท้จริงของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนจะยังคงใกล้เคียงกันก็ตาม

กลยุทธ์การออกแบบสำหรับเชลล์-Side Flow
แผ่นกั้นและระยะห่างของเปลือก การปรับ
วิธีที่ง่ายที่สุดในการควบคุมการกระจายตัวที่ไม่ปกติคือการลดเส้นทางการรั่วไหลโดยการปรับพิกัดความเผื่อทางกลให้แน่นขึ้น มาตรฐานเช่น TEMA กำหนดช่องว่างที่ยอมรับได้ระหว่าง:

เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก แผ่นกั้น เปลือก ผนังด้านใน

ขีดจำกัดด้านนอกของมัดท่อและผนังเปลือก

รูท่อและแผ่นกั้น

การลดช่องว่างเหล่านี้จะช่วยลดการไหลบายพาสและขับของเหลวผ่านมัดท่อมากขึ้น อย่างไรก็ตาม จะต้องหลีกเลี่ยงการยึดติดทางกลโดยคำนึงถึงความคลาดเคลื่อนในการผลิตและการขยายตัวเนื่องจากความร้อน

การใช้แถบปิดผนึก
แถบปิดผนึกที่ติดไว้ตามขอบของมัดท่อมักจะถูกนำมาใช้เพื่อปิดกั้นทางเดินบายพาสระหว่างมัดและเปลือก แถบเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นอุปสรรคทางกายภาพเพื่อเบี่ยงเบนการไหลด้านข้างของเปลือกไปยังบริเวณมัดท่อ

การออกแบบแถบปิดผนึกในตัวแลกเปลี่ยน PTFE จะต้องคำนึงถึงความยืดหยุ่นของวัสดุและคุณสมบัติการขยายตัวทางความร้อนของวัสดุ เพื่อให้แน่ใจว่าคุณสมบัติการปิดผนึกจะคงอยู่ตลอดอุณหภูมิการทำงาน

การเพิ่มประสิทธิภาพของเรขาคณิตแผ่นกั้น
การออกแบบแผ่นกั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการกระจายการไหล ขนาดการตัดที่เล็กกว่าบนแผ่นกั้นจะเพิ่มสัดส่วนของการไหลที่ถูกกดข้ามมัดท่อ และไม่อนุญาตให้เลี่ยงตามแนวแกน แต่หากลดการตัดแผ่นกั้นมากเกินไป แรงดันตกคร่อมก็จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก

สามารถใช้แผ่นกั้นแบบเต็ม (ตัดเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย โดยมีช่องว่างที่ควบคุมได้) เพื่อกำหนดการจัดการการไหลข้าม-เป็นหลักสำหรับการใช้งานที่มีอัตราการไหลต่ำมาก

การจัดเรียงแผ่นกั้นแบบเฮลิคอล
โซลูชันที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นคือระบบเฮลิคอลหรือแผ่นกั้นเกลียว คุณลักษณะเหล่านี้ส่งผ่านของเหลวด้านข้างของเปลือก-ในรูปแบบขดลวดต่อเนื่อง เพิ่มประสิทธิภาพ-การไหล-เหมือนปลั๊กและลดโซนที่อยู่นิ่งให้เหลือน้อยที่สุด

แผ่นกั้นแบบเฮลิคอลมีราคาแพงกว่าและมีความซับซ้อนทางเทคนิคมากกว่า แต่จะลดความเสี่ยงต่อการรั่วไหลและการกระจายตัวที่ไม่ถูกต้องได้อย่างมาก ทำให้มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบ PTFE ที่มีอัตราการไหลต่ำ-ซึ่งแผ่นกั้นแบ่งส่วนแบบทั่วไปมีปัญหาในการกระจายที่สม่ำเสมอ

กฎการออกแบบสำหรับการทำงานแบบ Low Shell-
แนวคิดการออกแบบพื้นฐานบางประการสามารถสรุปได้เพื่อลดปัญหาการกระจายตัวของการไหลด้านเปลือกตัวแลกเปลี่ยน PTFE การไหลต่ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ:

ลดช่องว่างระหว่างเปลือกและมัดรวมระหว่างเปลือกให้เหลือน้อยที่สุดให้เหลือขีดจำกัดที่ยอมรับได้

ปิดผนึกท่อบายพาสส่วนต่อพ่วงด้วยแถบซีล

เพิ่มส่วนการไหลข้าม-ข้ามมัดท่อโดยการลดการตัดแผ่นกั้น

การใช้แผ่นกั้นแบบเกลียวเพื่อเพิ่มความเป็นเนื้อเดียวกันของการไหลที่อัตราการไหลต่ำมาก

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการกระจายทางเข้ามีความสม่ำเสมอมากที่สุดเพื่อหลีกเลี่ยงการพ่นเฉพาะที่