Hvernig hefur hallahlutfallið á snúnu borðiinnskoti áhrif á varmaflutning í PTFE slöngum?

Snúið borði sem er sett í PTFE rör myndar hringflæði sem eykur varmaflutninginn. Stig þessarar hvirfils og frammistöðuskipta sem af því leiðir er beint stjórnað af tónhæðarhlutfalli snúningsins - táknað sem þéttleiki snúningsins.

Hvað er Pitch Ratio í Twisted Tape Inserts?
Hlutfall er hlutfall lengdarinnar sem þarf til að gera eina fulla 360 gráðu snúning (hallalengdina) á móti breidd borðsins. Til dæmis, borði sem gerir eina heila beygju í fjarlægð sem er jöfn eigin breidd er með hallahlutfallið 1. Ef borðið vindur alveg yfir lengdina sem er fimmfalda breidd hennar er tónhæðarhlutfallið 5. Lágt hallahlutfall=mjög þétt, kröftug snúningur . Hátt tónfall=slakari, mýkri snúningur.

Í raun og veru eru snúin límbandsinnskot fyrir PTFE slöngur smíðuð úr PTFE eða PFA (perflúoralkoxýalkani) til að tryggja fullan efnasamhæfi við mjög ætandi vinnsluvökva. Þetta tryggir enga málmmengun eða galvanísk tæringarvandamál jafnvel með öflugum sýrum, leysiefnum eða ofurhreinum miðlum.

Áhrif tónhæðarhlutfalls á snæri og hitaflutning
Þegar vökvinn fer í gegnum rör sem inniheldur snúið borði, ýtir borðið á strauminn til að fylgja þyrlumynstri. Þessi þyrla myndar miðflóttakrafta sem knýja þyngri vökvann í átt að vegg rörsins og þynnir því í raun hitauppstreymi. Þetta samsvarar stærri varmaflutningsstuðli eða hærri Nusselt tölu.

Hlutfall tónhæðar er beint ábyrgt fyrir styrk þyrlunnar. Sterkari snertihraðaþátturinn stafar af þéttari snúningi (lægra tónhæðarhlutfall td . 2). Þannig að hitaflutningsbatinn sem venjulega er táknaður sem hlutfall Nusselt númersins með innskotinu og venjulegs rörs getur verið allt að 150% eða meira. Hins vegar leiðir þessi hraði snúningur einnig til umtalsvert meiri vökvanúning, sem leiðir til mikillar þrýstingsfallaukningar, oft á bilinu 200-600% miðað við tómt rör.

Á hinn bóginn mun slakari snúningur (hærra tónhæðarhlutfall, td . 5 eða 6) gefa mildari svig. Hitaflutningsaukningin er tiltölulega hófleg-venjulega 50-80% yfir venjulegu rörgildinu - en þrýstingsfallsrefsingin er hlutfallslega minni, oft bara 100-200% hærri.

Hlutfall snúnings borðs og PTFE varmaflutningsárangur eru ó-línulega tengd. Minnkun á fallhlutfalli úr 6 í 2 leiðir til óhóflega marktækrar aukningar á bæði hitaflutningi og núningi. Þar af leiðandi er ákjósanlega hlutfallið ekki ákveðin tala heldur byggir það algjörlega á leyfilegu dæluafli og æskilegri hitauppstreymi.

Hagnýtar ráðleggingar um hönnun fyrir PTFE slöngur
Þegar um PTFE rör er að ræða er hæðarhlutfallið 3 til 5 oft valið ef þrýstingsfallið er ekki takmarkandi þáttur. Þetta svið táknar góða málamiðlun: hækkun á varmaflutningsstuðli um 80-120% með aukningu á þrýstingsfalli um 200-350%. Almennt séð eru þessi gildi þolanleg í flestum efnafræðilegum aðferðum, sérstaklega þegar rörlengdin er í meðallagi (td skel og rör eða dýfkuspóluvarmaskipti).

Það skal tekið fram að PTFE slöngurnar sjálfar hafa tiltölulega lága hitaleiðni (ca. 0.25 W/mK). Almennt er aðalhitaviðnámið í rörveggnum eða innri vökvafilmunni. Notkun snúinna borðiinnskots með fullnægjandi hallahlutfalli getur dregið verulega úr innri filmuviðnáminu og því fært stjórnandi viðnámið á hina hliðina á varmaskiptinum. Þetta gerir heildarhönnunina meira jafnvægi og hagkvæmari.

Hægt er að velja hátt hlutfall á bilinu 6 til 8 fyrir notkun þar sem þrýstingsfall er mjög takmarkað eins og þyngdarafl-kerfi eða lágþrýstigashitara. Þetta veitir nægilega þyrlu til að takmarka lagflæði og auka geislamyndaða blöndun, en núningsrefsingin er enn þolanleg.

Að öðrum kosti er hægt að velja hallahlutfall 2 til 3 ef hámarks varmaflutnings er krafist án tillits til þrýstingsfalls (td við hitun með mikilli seigju eða þar sem dælukostnaður er hverfandi). Í slíkum tilfellum er hægt að hækka varmaflutningsstuðulinn um allt að 150%. Hönnuður verður að tryggja að dælan eða blásarinn geti veitt hærri þrýstihæð.

Frekari verkfræðisjónarmið
Lengd hitauppstreymis minnkar enn frekar með snúnum böndum í PTFE slöngum, sem skilar fullþróaðri órólegri-líkri hegðun, jafnvel við lága Reynolds tölu (Re < 2000). Þetta er sérstaklega gagnlegt í hægu rennsli eða í pípum með litlu þvermáli þar sem raunverulegt ókyrrð myndi krefjast óhagkvæms flæðishraða.

Þú verður að huga að framleiðsluvikmörkum. PTFE efnið er sveigjanlegra, sem gerir það erfiðara að búa til þétt snúna límband (lágt hlutfall). Fyrir mjög lág hallahlutföll (undir u.þ.b. 2,5) er PFA almennt í vil vegna meiri stífleika og betri varðveislu á snúningsformi við hækkandi hitastig.

Hlutfallið hefur einnig áhrif á þrif og viðhald. Spólur með mjög lágt hallahlutfall (stífur snúningur) hafa tilhneigingu til að safna ögnum auðveldara og erfiðara er að fjarlægja þær til að þrífa. Að mestu leyti gefur hallahlutfallið 4 eða meira nægilega opna ásleið til að úrgangur fari framhjá eða til að hreinsigrin sé sett í.

Samantekt
Hlutfallið á snúnu borði er aðalhönnunarstöngin til að stjórna hitaflutningi gegn þrýstingsfallsskiptum- í PTFE slöngum. Sterk snúning og mikil hita-flutningsaukning fæst með lægra tónhæðarhlutfalli (þéttara snúningi) á verði fyrir stóraukið núningstap. Hærri tónhæðarhlutföll (lausari flækjur) leiða til mýkri og orkusparandi-uppörvunar. Hlutfall á milli 3 og 5 veitir frábært jafnvægi fyrir flestar notkun ætandi vökva. Fínstilling á lögun innskots, þar með talið hallahlutfall, er enn mikilvægur þáttur í að bæta afköst varmaskiptisins án þess að skerða efnasamhæfi eða efnisheilleika.