Як вибрати правильну конструкцію опорної пластини для-бічного впускного отвору PTFE теплообмінника?

Часто рідина-з боку корпусу в теплообміннику надходить через невелике високо{1}}швидкісне сопло, яке може дути в пучок труб, як пожежний шланг. Якщо цей інтенсивний струмінь відразу потрапить на м’які та гнучкі PTFE труби, це призведе до ерозії та зносу трубок і створить сильну вібрацію. Першою лінією захисту є простий, елегантний пристрій – пластина удару, яка перетворює цей агресивний струмінь у спокійний, розсіяний потік.

У дизайні теплообмінника із впускним отвором корпусу з ударною пластиною впускний отвір стає важливою захисною системою механічно крихкого пучка труб із ПТФЕ.

Вплив опорної пластини на-розподіл потоку з боку оболонки
Ударна пластина - це жертвенний щит, який першим сприймає силу набігаючої рідини, тому вона повинна бути міцною...

Його встановлюють безпосередньо перед соплом входу з боку корпусу, як правило, на короткій контрольованій відстані. Основна мета полягає в тому, щоб відвести впускний струмінь із високим імпульсом і розподілити його енергію до того, як він потрапить на пучок труб.

Якщо цієї частини немає, впускний жиклер може бути:

Місцевий знос труб

Надмірна вібрація трубок

Неоднорідність потоку через пучок

Рання механічна втома гнучкої труби з ПТФЕ

Геометрія конструкції та дифузійний механізм потоку
Добре побудована опорна пластина приймає концентрований струмінь і поширює його в поле розсіяного потоку, розсіюючи імпульс і поширюючись радіально.

Типовими конструктивними особливостями є:

Геометрія пластини, плоска або плавно вигнута

Великий діаметр порівняно з зоною розширення впускного струменя

Стратегічне розташування на центральній лінії сопла

Додаткові отвори або зубчасті краї для збільшення турбулентності.

Для багатьох додатків теплообмінника із вхідного отвору оболонки ударної пластини пластина виготовляється зі стійких до корозії сплавів, сумісних із технологічною рідиною та матеріалом оболонки.

Пластина орієнтована так, що:

Зазор дається на достатній відстані від виходу сопла

розширення потоку перед ударом

Протитиск підтримується в допустимих межах

Перехоплена повна зона покриття струменя

Розгляд динаміки рідини та Rho-V-квадрат ефектів
Про потребу в опорній пластині часто судять за параметром імпульсу на вході, який зазвичай подається як ρv2 (щільність, помножена на квадрат швидкості).

Високі показники ρv² свідчать про:

Сильний реактивний імпульс

Більший потенціал ерозії

Зменшення потоку для запобігання високому ризику пошкодження пучка труб

Стандарти проектування TEMA дають поради щодо того, коли потрібні опорні пластини, включаючи вимоги до мінімального розміру та відстані на основі діаметра сопла та умов потоку.

Оптимізація розміщення та інтервалів
Правильне розміщення має важливе значення для належної дифузії потоку без додавання надто великого опору системі.

Міркування проміжків:

Відстань від виходу сопла до поверхні плити

Допуск на розширення струменя перед ударом

Уникнення зон застою потоку за пластиною.

Щоб запобігти надмірному падінню тиску на вхідній частині.

Якщо зазор занадто короткий, потік стає нестабільним і створюється протитиск. Якщо відстань надто широка, струмінь може частково обійти пластину і вдарити прямо в пучок труб.

Особливі міркування щодо PTFE трубного пучка
У PTFE теплообмінниках механічні властивості труб роблять захист впуску більш важливим:

Менш жорсткі, ніж металеві труби

Підвищена вразливість до вібрацій,-спричинених потоком.

Знижена стійкість до ерозії в умовах високошвидкісного удару

Більша чутливість до локальних концентрацій стресу

Тому впускний PTFE-тефлоновий теплообмінник із ударною пластиною виступає в якості основної механічної функції безпеки, усуваючи пряму передачу кінетичної енергії від впускного струменя до поля труби.

Покращений дизайн пластин для кращої продуктивності
Удосконалені конструкції зіткнення можуть складатися з:

Ступеневе розсіювання енергії в перфорованих пластинах

Екранування шарами

Вигнуті поверхні відхилення для радіального розподілу потоку

Посилене кріплення для стійкості до вібрації

Такі вдосконалення покращують однорідність потоку та мінімізують локалізовані напруги на пластині та пучку труб.

Резюме .
Правильно побудована опорна пластина є скромним, але важливим елементом у захисті пучків теплообмінників з ПТФЕ від шкідливого впливу високошвидкісних вхідних струменів. У системах теплообмінника з ПТФЕ з впускним отвором оболонки з ударною пластиною пластина розсіює вхідний імпульс до того, як він досягне труб, зберігаючи механічну цілісність і стабільну роботу.

Теплові системи знаходяться між руйнівною силою та крихкою структурою, тому найпростіші компоненти часто є найважливішими. У цьому сценарії опорна пластина безшумно забезпечує тривалий і постійний термін експлуатації пучка PTFE, поглинаючи енергію вхідного потоку до того, як може виникнути пошкодження.