Ko'pgina muhandislar uchunissiqlik almashtirgich to'sig'ikeyingi fikrdir. Quvurlar issiqlik uzatish uchun tanlanadi, qobiq bosimni ushlab turish uchun o'lchanadi va to'siqlar standart naqshga muvofiq belgilanadi. Ushbu yondashuv ko'plab ilovalar uchun ishlaydi, lekin u yaxshilash imkoniyatlarini o'tkazib yuboradi. Ushbu maqolada dala amaliyotidagi bir nechta holatlar ko'rib chiqiladi, bunda to'siq dizayniga e'tibor berish unumdorlikni sezilarli darajada yaxshilagan, xarajatlarni qisqartirgan yoki ishlash muddatini uzaytirgan.
1-holat: Ortiqcha bosimli-sovutgich
Ko'rfaz qirg'og'idagi kimyoviy zavodda engil uglevodorod oqimida ishlaydigan 600 mm diametrli qobiq va naychali sovutgich mavjud edi. Sovutgich sakkiz yil xizmat qilgan va etarli darajada ishlagan, ammo bosimning pasayishi zavod nasosni almashtirish yoki aylanma yo'lni o'rnatish haqida o'ylayotgan darajaga etdi.
Asl dizaynda 25% kesilgan va 200 mm oraliqli bitta segmentli to'siqlar ishlatilgan. To'siqlar standart TEMA tartibiga moslashtirilgan. Ishlash ma'lumotlarini ko'rib chiqish shuni ko'rsatdiki, qobiq{4}}yonidagi bosimning pasayishi dizayn qiymati 35 kPa dan 85 kPa gacha oshgan. O'sish ifloslanish bilan bog'liq edi, ammo ifloslanish darajasi kutilganidan yuqori bo'ldi.
Yechim to'siq oralig'ini yoki to'siqni kesishni o'zgartirish emas, balki to'siq konfiguratsiyasini o'zgartirish edi. Yagona segmentli to'siqlar ikki segmentli to'siqlar bilan almashtirildi. Bosimning pasayishi issiqlik uzatishni sezilarli darajada kamaytirmasdan 40 kPa ga tushirildi. Zavod yangi nasosning narxini tejaydi va o'rnatish uchun to'xtab qolishdan qochadi.
Dars: bosimning pasayishi haddan tashqari bo'lsa, nasosni almashtirishdan oldin to'siq turini o'zgartirishni ko'rib chiqing.
2-holat: Vibratsiyali to‘plam
Elektr stantsiyasida 900 mm diametrli qobiqli suv isitgichi mavjud edi. Quvurlarda nosozliklar paydo bo'lganda, qurilma uch yil xizmat qilgan. Nosozliklar truba{3}}truba varaqlarining-bo‘g‘imlarida va quvurlarning to‘siqlarga tegib turgan joylarida bo‘lgan. Nosozliklar oqimdan{6}}tebranish natijasida yuzaga kelgan.
Dizaynda 25% to'siqlar kesimi, bitta segmentli to'siqlar va 300 mm oraliq mavjud edi. Quvurlarning hisoblangan tabiiy chastotasi 45 Gts edi. Qobiq yon oqimidan qo'zg'alish chastotasi{5}}, oqim tezligiga qarab 30 dan 50 Gts gacha baholandi. Tebranish rezonansda edi.
Yechim to'siqlar oralig'ini 200 mm gacha kamaytirish edi. Bu tabiiy chastotani qo'zg'alish diapazonidan tashqarida 70 Gts ga oshirdi. Quvurlar almashtirildi, to'siqlar o'zgartirildi va jihoz xizmatga qaytarildi. Modifikatsiyaning narxi quvurlarning uzluksiz ishdan chiqishi narxining bir qismini tashkil etdi. Elektr stantsiyasining hisob-kitoblariga ko'ra, tebranish 200 000 dollardan ko'proq texnik xizmat ko'rsatishga olib kelgan va uch yil davomida ishlab chiqarishni yo'qotgan.
Dars: chastota nisbati e'tiborga olinmaydigan tafsilot emas. Tabiiy chastota qo'zg'alish chastotasiga yaqin bo'lsa, natijada tebranish va ishlamay qoladi.
3-holat: Issiqlik uzatish taqchilligi
Oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlash zavodida yopishqoq oziq-ovqat mahsulotini sovutish uchun ishlatiladigan 500 mm diametrli qobiq va quvur issiqlik almashtirgichi mavjud edi. Qurilma standart to'siqlar bilan ishlab chiqilgan, ammo kerakli chiqish haroratiga erisha olmadi. Ishlab chiqaruvchi kattaroq almashtirgich qo‘shish orqali sirt maydonini oshirishni taklif qilgan edi, ammo zavod arzonroq-xarajatli yechim qidirmoqda.
Dizaynni ko'rib chiqish shuni ko'rsatdiki, to'siqlar oralig'i 250 mm bo'lib, bu yuqori-qovushqoqlikdagi suyuqlik uchun optimaldan kattaroqdir. Oqim naqshida to'siqli oynalar orqali bo'ylama oqim ustunlik qildi. Quvurlar ustidagi xoch{4}}oqim past, issiqlik uzatish koeffitsienti esa loyiha qiymatidan past edi.
To'siqlar oraliqlarni 150 mm gacha qisqartirish orqali o'zgartirildi. O'zaro{2}}oqim tezligi oshdi, issiqlik uzatish koeffitsienti oshdi va qurilma kerakli chiqish haroratiga erishdi. O'zgartirish rejalashtirilgan texnik xizmat ko'rsatishni to'xtatish vaqtida yakunlandi va yangi almashtirgich narxining 10% dan kamiga tushdi.
Dars: yopishqoq suyuqliklar uchun standart to'siq oralig'i ko'pincha juda katta. Kichikroq oraliq oʻzaro{1}}oqimni oshiradi va issiqlik uzatishni yaxshilaydi.
Chalg'itishning ishlashi mexanikasi
Baffle tizimining ishlashi uchta omil bilan belgilanadi: oqim sxemasi, tezlikni taqsimlash va bosimning pasayishi. Ularning har biri to'siq dizayniga ta'sir qiladi.
- Oqim namunasi. Qopqoq dizayni oqimning asosan oʻzaro{1}}oqim yoki uzunlamasına oqim ekanligini aniqlaydi. Oʻzaro{3}}oqim issiqlik uzatishda samaraliroq, chunki u chegara qatlamini buzadi. Uzunlamasına oqim issiqlik uzatish uchun unchalik samarali emas, lekin suyuqlikni to'siq bo'linmalari o'rtasida tashish uchun zarur.
- Tezlikni taqsimlash. To'siq dizayni oqimning quvur to'plami bo'ylab bir xilligini yoki ma'lum joylarda to'planganligini aniqlaydi. Yagona taqsimlanmagan-issiqlik uzatishni kamaytiradi va mahalliy ifloslanish xavfini oshiradi.
- Bosim tushishi. To'siq dizayni almashtirgich orqali bosimning pasayishini aniqlaydi. Bosimning pasayishi to'siq oynalari orqali o'tadigan tezlik va o'zaro{2}}oqim tezligining funksiyasidir. Aloqa chiziqli emas; tezlikni ikki baravar oshirish bosimning pasayishini taxminan to'rt marta oshiradi.
Baffle Cut
To'siqni kesish - bufer dizaynidagi eng muhim o'zgaruvchidir. U oʻzaro{1}}oqim va uzunlamasına oqim oʻrtasidagi muvozanatni aniqlaydi. Kichikroq kesish oʻzaro{3}}oqim va issiqlik oʻtkazuvchanligini oshiradi, lekin bosimning pasayishi va trubaning tebranish xavfini ham oshiradi. Kattaroq kesish oʻzaro{5}}oqim va bosim tushishini kamaytiradi, lekin issiqlik oʻtkazuvchanligini ham kamaytiradi.
Ko'pgina ilovalar uchun optimal kesish to'siq maydonining 20% dan 25% gacha. Bu issiqlik uzatish va bosimning pasayishi o'rtasidagi muvozanatni ta'minlaydi. Yuqori bosim tushishi cheklovlari bo'lgan ilovalar uchun kattaroq kesish talab qilinishi mumkin. Issiqlik uzatish ustuvor bo'lgan ilovalar uchun kichikroq kesimdan foydalanish mumkin.
Kesimning yo'nalishi ham e'tiborga olinadi. Ko'pgina dizaynlarda kesish gorizontal bo'lib, deraza qobiqning yuqori yoki pastki qismida joylashgan. Bu vertikal ishlash uchun standart tartib. Gorizontal ishda, qobiqning pastki qismida suyuqlik to'planishiga yo'l qo'ymaslik uchun kesish odatda vertikaldir.
O'chirish oralig'i
To'siqlar oralig'i o'zaro{0}}oqim tezligini va quvurlarning qo'llab-quvvatlanmaydigan masofasini aniqlaydi. Bo'shliqlar odatda qobiq diametrining 20% dan 100% gacha. Optimal oraliq issiqlik uzatish talablari, bosimning pasayishi cheklovlari va trubaning tebranish xavfiga bog'liq.
- Issiqlik uzatish. Issiqlik o'tkazuvchanligi koeffitsienti oraliqning qisqarishi bilan ortadi. Berilgan qobiq diametri uchun koeffitsient oraliqning teskari kvadrat ildiziga taxminan proportsionaldir. Bu munosabat amaliy intervallar oralig'i uchun amal qiladi.
- Bosim tushishi. Bosimning pasayishi taxminan oraliqning teskarisiga proportsionaldir. Kichikroq oraliq bosimning pasayishini oshiradi. Aloqa chiziqli emas; oraliqning 20% ga qisqarishi bosimning pasayishini 30% dan 40% gacha oshirishi mumkin.
- Naycha tebranishi. Tebranish xavfi oraliqning qisqarishi bilan kamayadi. Kichikroq oraliq qo'llab-quvvatlanmaydigan masofani qisqartiradi va tabiiy chastotani oshiradi. Tebranish xavfi, shuningdek, oqim sxemasi va trubka sxemasidan ham ta'sir qiladi.
Ushbu uch omilni muvozanatlash uchun oraliq tanlanishi kerak. Issiqlik uzatish-koʻp boʻlgan ilovalar uchun oraliq odatda diapazonning pastki qismida boʻladi. Bosimning pasayishi-cheklangan ilovalar uchun u eng yuqori nuqtada joylashgan. Tebranish xavfi yuqori bo'lgan ilovalar uchun oraliq quvurlarni ruxsat etilgan tebranish chegaralarida ushlab turish uchun etarlicha kichik bo'lishi kerak.
Quvur oralig'i va trubaning joylashuvi
Quvur balandligi-qo'shni quvurlar orasidagi masofa-oqim taqsimotiga va bosimning pasayishiga ta'sir qiladi. Kattaroq qadam qobiqning yon oqimi uchun ko'proq joy beradi-bu bosimning pasayishini kamaytiradi va yuqori oqim tezligini ta'minlaydi. Kichikroq qadam ma'lum bir qobiq diametri uchun quvurlar sonini oshiradi, issiqlik uzatish maydonini oshiradi, lekin oqimni cheklaydi.
Quvurlarning joylashuvi-toʻplamdagi quvurlarning joylashishi-oqim taqsimoti va tebranish xususiyatlariga taʼsir qiladi. Uchta standart sxemalar:
- Uchburchak (30 daraja). Ushbu tartib ma'lum bir qobiq diametri uchun eng yuqori quvurlar sonini ta'minlaydi. Bu issiqlik uzatish maydonini maksimal darajada oshirish ustuvor ahamiyatga ega bo'lgan ilovalar uchun eng keng tarqalgan tartibdir. Oqimning taqsimlanishi yaxshi, bosimning pasayishi esa o'rtacha.
- Kvadrat (90 daraja). Ushbu tartib quvurlarni mexanik tozalash uchun kirishni ta'minlaydi. U qobiq{3}}yona suyuqligi ifloslangan yoki quvurlarni tozalash kerak bo'lgan ilovalarda qo'llaniladi. Quvurlar soni bir xil qobiq diametri uchun uchburchakdan past.
- Qaytilgan kvadrat (45 daraja). Ushbu tartib uchburchak sxemasining yuqori quvurlar soni va kvadrat tartibini tozalash kirishi o'rtasida kelishuvni ta'minlaydi. U ba'zi tozalashga kirish talab qilinadigan ilovalarda qo'llaniladi.
Quvurni tozalash-to-
To'siq teshiklari va quvurlar orasidagi bo'shliq bypass oqimiga va trubaning tebranish xususiyatlariga ta'sir qiladi. Standart dizaynlar uchun bo'shliq odatda 0,5 dan 1,5 mm gacha. Kichikroq bo'shliq aylanma oqimini kamaytiradi va issiqlik uzatishni yaxshilaydi, lekin yig'ish paytida trubkaning shikastlanish xavfini oshirishi mumkin. Kattaroq bo'shliq yig'ilishning shikastlanish xavfini kamaytiradi, lekin aylanma oqimini oshiradi va issiqlik uzatishni kamaytiradi.
Bo'shliq quvur materialiga, quvur diametriga va yig'ish usuliga qarab belgilanishi kerak. Zanglamaydigan po'lat quvurlar uchun issiqlik kengayishining yuqori koeffitsientini hisobga olish uchun bo'shliq uglerod po'lat quvurlarga qaraganda kattaroq bo'lishi mumkin.
Dizayn metodologiyasi
Muayyan dastur uchun to'siq dizaynini ishlab chiqish uchun quyidagi metodologiyadan foydalanish mumkin:
1-qadam: Jarayon talablarini belgilang.
Issiqlik yukini, suyuqlik xususiyatlarini, ruxsat etilgan bosimning pasayishini va quvur tebranish chegaralarini aniqlang. Bular dizaynni qondirishi kerak bo'lgan cheklovlardir.
2-qadam: To'siq turini tanlang.
Jarayon talablari va bo'sh joy cheklovlari asosida to'siq konfiguratsiyasini tanlang. Yagona segmentli to'siqlar standart hisoblanadi. Ikki segmentli yoki disk-va-donli to'siqlar bosimning haddan tashqari pasayishida ishlatiladi.
3-qadam: To'siqlar oralig'ini aniqlang.
Istalgan issiqlik uzatish koeffitsientiga erishish va quvurlarni ruxsat etilgan tebranish chegaralarida ushlab turish uchun zarur bo'lgan masofani hisoblang.
4-qadam: To'siqning kesilishini aniqlang.
O'zaro{0}}oqim va uzunlamasına oqim o'rtasidagi kerakli muvozanatga erishish uchun zarur bo'lgan kesishni hisoblang. Kesish odatda to'siq maydonining 20% dan 25% gacha.
5-qadam: dizaynni tekshiring.
Issiqlik uzatish koeffitsientini, bosimning pasayishini va tebranish xavfini hisoblang. Natijalar jarayon talablari doirasida bo'lishi kerak.
6-qadam: Materiallarni belgilang.
Suyuqlik xususiyatlariga va ish haroratiga qarab to'siq materialini tanlang. To'siq materiali quvur materiali va qobiq materialiga mos kelishi kerak.
O'rnatish va texnik xizmat ko'rsatish
To'siqlarni o'rnatish va texnik xizmat ko'rsatish odatda oddiy, ammo bir nechta muhim fikrlar mavjud.
- O'rnatish. To'siqlar to'g'ri yo'naltirilgan holda o'rnatilishi kerak. Kesish kirish va chiqish nozullari bilan mos kelishi kerak. Quvur teshiklari quvurlar bilan mos kelishi kerak. Noto'g'ri hizalanish montaj yoki ish paytida trubaning shikastlanishiga olib kelishi mumkin.
- Tekshirish. Ta'mirlashni to'xtatish vaqtida to'siqlarni tekshirish kerak. Tekshiruv korroziya, eroziya va deformatsiyani tekshirishni o'z ichiga olishi kerak. Quvurlar va to'siq teshiklari orasidagi bo'shliqlar eskirish tufayli oshmaganligiga ishonch hosil qilish uchun tekshirilishi kerak.
- Tozalash. Agar ifloslanish mavjud bo'lsa, to'siqlarni tozalash kerak. Tozalash usuli depozit turiga bog'liq. Kimyoviy tozalash organik konlar uchun xosdir. Mexanik tozalash noorganik konlar uchun xosdir.
Xulosa
Baffle tizimi qobiq va quvur issiqlik almashinuvchisining muhim tarkibiy qismidir. Uning dizayni oqim sxemasini, issiqlik uzatish koeffitsientini, bosimning pasayishini va trubaning tebranish xususiyatlarini aniqlaydi. Dizayn issiqlik uzatish, bosimning pasayishi va mexanik yordamning raqobatdosh talablarini muvozanatlashi kerak.
To'siq turini, masofani va kesishni tanlash jarayon sharoitlarini, oqim xususiyatlarini va mexanik talablarni tizimli baholashga asoslangan bo'lishi kerak. Tahlil issiqlik uzatish hisobini, bosimning pasayishi hisobini va tebranish tahlilini o'z ichiga olishi kerak. Dizayn tegishli usullar yordamida tekshirilishi kerak.
To'g'ri ishlab chiqilgan va o'rnatilgan bo'lsa, to'siq tizimi almashtirgichning dizayn muddati davomida ishonchli issiqlik uzatishni ta'minlaydi. Noto'g'ri ishlab chiqilgan bo'lsa, u noto'g'ri ishlashga, ortiqcha bosimning pasayishiga, quvur tebranishiga yoki erta ishdan chiqishiga olib kelishi mumkin.