Yêu cầu thoát nước
Lưới trao đổi nhiệt PTFE nằm ngang dựa vào trọng lực để thoát nước ngưng từ các ống đến đầu ngưng tụ và từ đầu đến bẫy hơi. Nếu độ dốc không đủ, sẽ có các vũng ngưng tụ trong ống và ống góp. Nước ngưng tụ lại làm giảm bề mặt truyền nhiệt hiệu quả, gây ra hiện tượng búa nước khi bong bóng hơi xẹp xuống trong chất lỏng được làm lạnh phụ và tạo ra môi trường ăn mòn trong hệ thống kim loại. Trong các hệ thống PTFE, mối lo ngại về ăn mòn không còn tồn tại nhưng tổn thất truyền nhiệt và búa nước vẫn còn.
Độ dốc tối thiểu để thoát nước ngưng tụ được xác định bởi nhu cầu khắc phục lực căng bề mặt giữ các giọt nước ngưng tụ trên thành ống và lực cản ma sát để chảy trong đầu ống.
Xác định độ dốc
Nước ngưng tụ trong ống nghiêng chảy dưới dạng lớp chất lỏng phân tầng-ở đáy, hơi nước ở trên. Động lực của dòng chảy là thành phần trọng lực dọc theo độ dốc: F=m × g × sin(θ), trong đó m là khối lượng nước ngưng, g là trọng lực và θ là góc dốc. Lực này phải vượt qua ứng suất cắt thành ống nơi nước ngưng tiếp xúc với thành ống.
Đối với ống PTFE, năng lượng bề mặt thấp mang lại lợi thế. Giọt nước trên PTFE có góc tiếp xúc cao (khoảng 108 độ). Chúng tạo thành hạt chứ không làm ướt bề mặt. Các hạt lăn dễ dàng hơn một màng liên tục. Độ dốc cần thiết để bắt đầu chuyển động của giọt trên PTFE thấp hơn trên bề mặt kim loại dễ thấm nước.
Dữ liệu thực nghiệm và kinh nghiệm hiện trường chỉ ra rằng độ dốc 1:100 (1 cm trên mét, khoảng 0,57 độ) là đủ để thoát nước ngưng tụ đáng tin cậy trong ống PTFE. Độ dốc 1:50 (2 cm trên mét, khoảng 1,15 độ) cung cấp một giới hạn cho dung sai sản xuất và độ lệch của khung khi chịu tải.
| Thông số thoát nước | Ống kim loại | Ống PTFE |
|---|---|---|
| Độ dốc tối thiểu cho chuyển động của giọt nước | 1:50 (1,15 độ) | 1:200 (0,29 độ) |
| Độ dốc tối thiểu được đề xuất (thiết kế) | 1:50 | 1:100 (0,57 độ) |
| Độ dốc được đề xuất có lề | 1:30 | 1:50 (1,15 độ) |
| Góc tiếp xúc của nước trên bề mặt | 30-60 độ (oxit ưa nước) | 108 độ (kỵ nước) |
| Cơ chế thoát nước | Dòng phim | Dòng chảy giọt/hạt |
Độ dốc tiêu đề
Đầu ngưng tụ thu thập nước ngưng từ nhiều ống và đưa nó đến kết nối bẫy hơi. Độ dốc tiêu đề phải phù hợp với lưu lượng tích lũy từ tất cả các ống được kết nối. Đường kính đầu ống lớn hơn các ống riêng lẻ và tốc độ dòng ngưng tụ là tổng của tất cả các ống đóng góp.
Đối với tiêu đề phục vụ 20 ống, mỗi ống tạo ra 0,5 kg/giờ ngưng tụ, tổng lưu lượng là 10 kg/giờ-khoảng 10 lít nước nóng mỗi giờ. Đây là dòng chảy nhỏ dành cho đầu cắm có đường kính 40-50mm. Mối quan tâm thoát nước chính không phải là khả năng dòng chảy mà là việc sơ tán hoàn toàn ống góp để ngăn chặn nước đọng.
Đầu cắm phải dốc liên tục xuống phía dưới về phía kết nối bẫy hơi tối thiểu là 1:100. Kết nối bẫy phải ở điểm thấp nhất của tiêu đề. Không có phần nào của tiêu đề được thấp hơn kết nối bẫy-không có độ trễ, không có túi.
Xác minh cài đặt
Trong quá trình lắp đặt, độ dốc của bó ống và đầu ngưng tụ phải được xác minh bằng thước đo cồn hoặc thước đo laser. Độ dốc được chỉ định - 1:50 hoặc 1:100 - đủ nhỏ để mắt không thể nhận thấy. Dựa vào đánh giá trực quan sẽ dẫn đến việc lắp đặt ở mức độ không tiêu hao.
Sau khi lắp đặt, thử nghiệm thoát nước có thể được thực hiện bằng cách đưa nước vào đầu vào hơi nước và xác minh rằng nước thoát ra hoàn toàn từ đầu ra nước ngưng mà không đọng lại. Bất kỳ lượng nước dư nào cũng cho thấy điểm thấp cần được khắc phục bằng cách điều chỉnh các giá đỡ khung.
Bản tóm tắt
Độ dốc tiêu đề ngưng tụ là 1:100 (0,57 độ) là mức tối thiểu được khuyến nghị cho lưới trao đổi nhiệt PTFE nằm ngang, với 1:50 (1,15 độ) cung cấp giới hạn cho dung sai sản xuất. Bề mặt kỵ nước của PTFE cho phép thoát giọt nước đáng tin cậy ở các sườn dốc nông hơn so với ống kim loại. Độ dốc phải được xác minh trong quá trình lắp đặt ở mức-quá nhỏ để có thể đánh giá bằng mắt thường. Thử nghiệm thoát nước sau khi lắp đặt sẽ xác nhận việc loại bỏ hoàn toàn nước ngưng.
Hỗ trợ kỹ thuật cho thiết kế thoát nước của bộ trao đổi nhiệt PTFE được cung cấp khi gửi kích thước bó ống, số lượng ống, áp suất hơi và tải nước ngưng.
