Heitur, ætandi ferlistraumur er við 150 gráður. PTFE, hin klassíska flúorfjölliða fyrir varmaskipta, er algjörlega óhentug við þetta hitastig; það myndi mýkjast og mistakast. PFA, náinn efnafræðilegur ættingi þess, er fullkomlega þægilegur. Bæði efnin eru frábær einangrunarefni og óunnin, innri hæfni þeirra til að leiða hita er næstum eins. Varmasigur PFA skipta við 150 gráður er ekki vegna þess að hann er betri leiðari, heldur einfaldlega vegna þess að hann er enn traustur, sterkur rör við það hitastig, sem gerir varmaskiptaskyldu sem PTFE getur ekki einu sinni reynt. Að skiljaPFA vs PTFE varmaflutningsstuðull 150 gráðurSamanburður krefst þess að horfa út fyrir hitaleiðnitöluna og einblína á hámarks þjónustuhitastig.

Varmaleiðni: Næstum eins einangrunarefni

Hitaleiðni bæði PTFE (pólýtetraflúoretýlen) og PFA (perflúoralkoxýalkans) er á bilinu 0,20–0,25 W/m·K við dæmigerð vinnsluhitastig. Þessi gildi eru nánast óaðgreinanleg í verkfræðilegum tilgangi. Við sömu veggþykkt (td 1 mm fyrir rör með litlum þvermál eða 2 mm fyrir stærri skel-og-rörskipti) verður leiðandi varmaviðnám rör úr öðru hvoru efninu í meginatriðum það sama. Þess vegna er heildarvarmaflutningsstuðullinn (U-gildi) PFA skiptis svipaður og PTFE skiptis fyrir jafngilda hönnun-að því gefnu að báðir séu starfræktir innan sinna hitamarka.

Lykillinn og yfirgnæfandi kosturinn við PFA er hærra samfellda þjónustuhitastig þess, 260 gráður, samanborið við hagnýt mörk PTFE fyrir þjónustu við dýfahitara eða varmaskipta, sem er um það bil 110–120 gráður í vatnskenndu umhverfi (og aðeins hærra í sumum þurrum eða óoxandi aðstæðum). Þetta gerir PFA skipti kleift að vinna vökva við 150 gráður, með því að nota mun stærri logaritmískan meðalhitamun (LMTD) fyrir sömu vinnu, sem leiðir til minni og hagkvæmari varmaskipta. Sigurinn er ekki í leiðnitölunni heldur getu efnisins til að mæta í bardagann.

PFA vinnur hitabaráttuna ekki með því að vera hraðari hlaupari, heldur með því að vera leyfður á brautina yfirleitt. Við 150 gráður er PTFE ekki keppandi-það hefur þegar farið af velli.

Af hverju PTFE er ekki hægt að nota við 150 gráður í Exchanger Service

Vélræn mýking og skríða

PTFE byrjar að mýkjast og missa vélrænan styrk yfir um það bil 110–120 gráður í samfelldri dýfingu. Þó að PTFE hafi fræðilegt bræðslumark 327 gráður, fer það í gegnum kristallaða fasaskipti við um það bil 19 gráður og annað við um 30 gráður, og yfir 100 gráður verða myndlausu svæðin sífellt hreyfanlegri. Í varmaskipti, þar sem rör verða fyrir innri þrýstingi, ytri þrýstingi og hitaþensluálagi, munu PTFE rör við 150 gráður skríða, afmyndast og að lokum hrynja eða rifna. Efnið sýnir einnig háan varmaþenslustuðul (u.þ.b. 10 sinnum hærri en stál), sem leiðir til of mikillar slöngulaga og vélrænnar þreytu við hækkað hitastig.

Hagnýt reynsla

Reynsla á vettvangi og leiðbeiningar framleiðanda setja örugga samfellda notkunarmörk fyrir PTFE varmaskiptarör við 110 gráður fyrir flestar ætandi vatnsþjónustur. Fyrir stuttar skoðunarferðir allt að 120 gráður gæti sum hönnun verið ásættanleg, en 150 gráður er þétt fyrir utan örugga umslagið. Aftur á móti heldur PFA vélrænni heilleika sínum og efnaþoli allt að 260 gráður, án fasabreytinga sem valda óstöðugleika í vídd.

Heildarhitaflutningsstuðullinn (U-gildi) við 150 gráður

Svipað U-gildi í jafngildri hönnun

Fyrir ímyndaða atburðarás þar sem PTFE gæti lifað af við 150 gráður, væri U-gildi PFA skipta og PTFE skipta með sömu rúmfræði (þvermál rör, veggþykkt, rör skipulag og vökvahraði) næstum það sama. Leiðandi viðnám rörveggsins er aðeins einn hluti af heildar hitauppstreymi viðnáms. Hinir þættirnir-rörhliðarsveifla, hyljarhliðar og óhreinindaviðnám-eru eins fyrir sömu vökvaeiginleika og hraða. Þar sem hitaleiðni PTFE og PFA er nánast eins mun U-gildið minna en 5%.

Hagnýtur kostur: Stærri LMTD

Vegna þess að PTFE getur ekki starfað við 150 gráður er hagnýtur samanburður ekki á milli tveggja efna við sama hitastig. Í staðinn er hægt að nota PFA skipti til að kæla 150 gráðu straum með td 30 gráðu kælivatni, sem framleiðir LMTD um það bil 80–100 gráður. PTFE skipti, takmarkaður við 110 gráðu inntakshitastig á heitri hlið, hefði LMTD aðeins 40–50 gráður fyrir sama kælivatn. Til að flytja sömu varmaskylduna þyrfti PTFE skiptarinn um það bil tvöfalt yfirborðsflatarmál -ef hann gæti yfirhöfuð starfað. Í raun og veru er PTFE valkosturinn einfaldlega ekki tiltækur fyrir svo háan hita.

Hagnýtar leiðbeiningar um val

Niðurstaða: Lifun sem afgerandi þáttur

Samanburðurinn á milli PFA og PTFE skiptis við háan hita er einfalt mál um að lifa af, ekki um hráa hitauppstreymi. Við 150 gráður mýkir PTFE, skríður og mistekst, á meðan PFA er áfram sterkt, stöðugt og efnafræðilega óvirkt. Heildarhitaflutningsstuðlar efnanna tveggja eru næstum eins við sömu veggþykkt, en sú staðreynd skiptir ekki máli vegna þess að PTFE er ekki hægt að nota við það hitastig. PFA er hitauppstreymi meistari einfaldlega vegna þess að það getur tekið hita. Besta efnið er það sem enn stendur við vinnsluhitastigið og fyrir 150 gráðu ætandi straum er PFA það efni.