Hvernig hefur hitagetuhlutfall beggja vökvanna áhrif á val á flæðisskipan í PTFE skipti?

Mótstreymi er kennt að vera skilvirkasta flæðisstillingin fyrir varmaskipti almennt. Hins vegar, ef hitagetu hraðanna tveggja vökva er verulega ólíkur, td þéttandi gufa og hægur vökvaflæði, getur ávinningurinn af mótflæði yfir samhliða flæði horfið. Þekking á hitagetuhlutfalli getur haft töluverð áhrif á val á flæðisfyrirkomulagi, sem leiðir til einfaldari og ódýrari hönnunar án þess að hitauppstreymi tapist.

Hvað er hitauppstreymi og hvernig það hefur áhrif á hitaflutning
Hitagetuhraði er afrakstur massaflæðishraða vökva og sérvarma. Það er hitamagnið sem eining rúmmál vökva getur flutt fyrir einingarbreytingu á hitastigi. Tekið er tillit til breytileika á viðkomandi varmaflutningseiginleikum beggja vökva í varmaskipti með miklum mun á hitauppstreymi.

Ef annar vökvinn hefur mikla hitagetu (td mikið flæði af kælivatni) og hinn vökvinn hefur lágt hitauppstreymi (td þéttandi gufu eða uppgufandi kælimiðill), verður vökvinn með mikla afkastagetu aðeins lítilli hitabreytingu. Þetta er vegna mikillar hitaupptökugetu vökvans sem þýðir að hann getur borið burt eða tekið í sig hita með lágmarks hitabreytingum.

Hitastyrkshlutföll: Hagnýt hönnunaráhrif
Fyrir forrit með hitauppstreymishlutfall nálægt núlli eða eitt er val á flæðisstillingu minna marktækt. Til dæmis, við þéttingu gufu eða uppgufun kælimiðla, fer fasaskiptavökvinn (gufa eða kælimiðill) í gegnum mikla hitabreytingu, en vökvinn með mikla afkastagetu (td kælivatn) verður fyrir litlum hitabreytingum. Í slíkum tilfellum er varmaafköst nálægt jöfnum gildum, óháð því hvort varmaskiptin gengur í mótflæðis- eða samflæðisstillingu.

Gagnleg hönnunareinföldun er sú að í öfgafullum tilfellum eins og tilviki um gufuþéttingu er skilvirkni varmaflutnings ekki eins háð flæðisfyrirkomulagi þegar hitauppstreymihlutfallið er hátt. Þetta gerir það mögulegt að velja einfaldari samhliða-flæðisarkitektúr eða eina-passahönnun. Þessi einfaldaða hönnun er auðveldari í framleiðslu, leiðir til lægri þrýstingsfalls og getur veitt kostnaðarhagræði við lagnir og smíði án þess að skerða skilvirkni hitaflutnings.

Val á flæðisfyrirkomulagi með tilliti til hitauppstreymishlutfalls
Venjuleg þumalputtaregla í hönnun varmaskipta er að mótstreymiskerfi veita hámarks hitauppstreymi. Hins vegar er hagkvæmnismunurinn hverfandi þegar hlutfall hitauppstreymis er mjög skakkt. Til dæmis:

Hátt varmagetuhlutfall (td gufuþétting): Ef varmageta eins vökva er umtalsvert meiri en annars, nálgast afköst varmaskiptars það sama fyrir mótstreymis- og samhliða flæðisfyrirkomulag. Í slíkum tilfellum er hægt að velja samhliða flæði til að draga úr hönnunarflækju og þrýstingsfalli.

Lágt varmagetuhlutfall (td heitvatnskæling með köldu lofti): Ef afkastagetuhlutfallið er nálægt einu eru hitabreytingar beggja vökva jafnari. Hér er frammistöðuávinningur mótflæðis meira áberandi og væri æskilegt til að hámarka hitaflutning.

Tæknileg sjónarmið og einföldun hönnunar
Fyrir mjög lítil gildi á hitagetuhlutfalli milli vökvanna tveggja (eins og þegar um er að ræða þéttandi gufu) er hitamunurinn á milli vökvanna enn mikill og flæðisfyrirkomulagið er ekki svo mikilvægt. Þetta gerir hönnuðum kleift að nota minna flókið fyrirkomulag flæðisins, eins og samhliða flæði eða hönnun með einni -passa, án þess að veruleg refsing sé fyrir hitauppstreymi.

Hins vegar gefur mótflæðið enn bestu hitauppstreymi, sérstaklega við beitingu hás hitaflutningshraða, nema hlutfall hitauppstreymis sé alvarlegt.

Ágrip
Þekkingin á hitagetuhlutfalli vökvanna tveggja gerir kleift að velja skynsamlegra flæðisfyrirkomulag í PTFE skiptum. Fyrir mjög ójafnvægi getur einfaldari flæðishönnun eins og samhliða flæði verið -hagkvæmur kostur án þess að tapa afköstum. Þetta leggur áherslu á að þó að oft sé litið á mótflæði sem skilvirkustu uppsetninguna, þá eru undantekningar frá þessari reglu og getu til að nota þessar undantekningar í sérstökum forritum getur hámarkað frammistöðu og kostnað. Hægt er að nota hitauppstreymihlutfallið til að einfalda hönnun varmaskipta, sem mun leiða til minni flóknar framleiðslu og minni rekstrarkostnaðar.