कौन सी कस्टम ट्यूब बंडल ज्यामिति पीटीएफई हीट एक्सचेंजर में उपज तनाव के साथ गैर-न्यूटोनियन तरल पदार्थों के ताप को अनुकूलित करती है?

उपज तनाव चुनौती

उपज तनाव वाले गैर {{0}न्यूटोनियन तरल पदार्थ {{1}ड्रिलिंग मिट्टी, पॉलिमर समाधान, खाद्य पेस्ट और कुछ फार्मास्युटिकल स्लरीज़ {{2}क्रिटिकल कतरनी तनाव लागू होने तक ठोस के रूप में व्यवहार करते हैं। केवल जब स्थानीय कतरनी तनाव उपज तनाव से अधिक हो जाता है तो द्रव प्रवाहित होता है। एक गर्म टैंक में, हीट एक्सचेंजर ट्यूबों से सटे तरल पदार्थ को उसकी चिपचिपाहट कम करने के लिए पर्याप्त रूप से गर्म किया जा सकता है, लेकिन यदि थर्मल उछाल बल उपज तनाव से नीचे हैं, तो गर्म तरल पदार्थ ऊपर नहीं बढ़ता है। यह नलिकाओं के आसपास स्थिर रहता है। संवहन से संचालन तक ऊष्मा स्थानांतरण ढह जाता है।

पारंपरिक हीट एक्सचेंजर डिज़ाइन, न्यूटोनियन तरल पदार्थों के लिए विकसित किए गए हैं जहां प्राकृतिक संवहन निरंतर तरल आंदोलन सुनिश्चित करता है, तनाव वाले तरल पदार्थ उत्पन्न करने में खराब प्रदर्शन करता है। ट्यूब रिक्ति और बंडल ज्यामिति को विशेष रूप से ऐसे कतरनी तनाव बनाने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए जो पूरे द्रव मात्रा में उपज तनाव से अधिक हो, जिससे निरंतर परिसंचरण और समान ताप सुनिश्चित हो सके।

कस्टम ट्यूब बंडल ज्योमेट्री के साथ एक पीटीएफई हीट एक्सचेंजर उन क्षेत्रों में हीटिंग सतह को केंद्रित करके इसे संबोधित करता है जहां प्राकृतिक उछाल सबसे मजबूत है और प्रवाह चैनल प्रदान करता है जो द्रव परिसंचरण का मार्गदर्शन करता है।

ज्यामिति डिज़ाइन सिद्धांत

ट्यूब बंडल को एक संरचित संवहन पैटर्न बनाने के लिए व्यवस्थित किया गया है। एक समान ग्रिड के बजाय, ट्यूबों को स्तंभों के भीतर की तुलना में स्तंभों के बीच व्यापक अंतर के साथ ऊर्ध्वाधर स्तंभों में समूहीकृत किया जाता है। स्तंभ गर्म चिमनी के रूप में कार्य करते हैं। स्तंभों के भीतर का द्रव गर्म हो जाता है, इसकी चिपचिपाहट कम हो जाती है, और उछाल ऊपर की ओर प्रवाह बनाता है। स्तंभों के बीच व्यापक अंतराल टैंक के ऊपरी क्षेत्रों से उतरने वाले ठंडे तरल पदार्थ के लिए वापसी प्रवाह पथ प्रदान करते हैं।

प्रत्येक कॉलम के भीतर ट्यूब रिक्ति को आसन्न ट्यूबों के बीच तरल पदार्थ में एक कतरनी तनाव उत्पन्न करने के लिए सेट किया गया है जो ऑपरेटिंग तापमान पर उपज तनाव से अधिक है। कतरनी तनाव की गणना गर्म द्रव तत्व और ट्यूब सतह क्षेत्र पर उछाल बल से की जाती है। यदि परिकलित कतरनी तनाव उपज तनाव से कम है, तो कतरनी दर को बढ़ाने के लिए ट्यूब रिक्ति कम कर दी जाती है।

बंडल के निचले भाग में, जहां तरल पदार्थ सबसे ठंडा होता है और उपज तनाव सबसे अधिक होता है, ट्यूब अधिक सघनता से भरी होती हैं। उच्च ट्यूब घनत्व स्थानीय ताप दर और उछाल बल को बढ़ाता है, जिससे उपज तनाव को दूर करने और परिसंचरण शुरू करने में मदद मिलती है। बंडल के शीर्ष पर, जहां तरल पदार्थ गर्म होता है और उपज तनाव कम होता है, ट्यूब के बीच का अंतर चौड़ा हो सकता है।

प्रारंभ-ऊपर तापन रणनीति

यील्ड{0}तनाव वाले तरल पदार्थ एक स्टार्ट अप चुनौती पेश करते हैं: संपूर्ण टैंक सामग्री यील्ड स्ट्रेस से नीचे हो सकती है, और हीटिंग शुरू होने पर कोई परिसंचरण नहीं होता है। पीटीएफई हीट एक्सचेंजर डिज़ाइन में स्टार्ट अप हीटिंग रणनीति शामिल है। भाप का दबाव शुरू में एक मध्यम ट्यूब दीवार तापमान उत्पन्न करने के लिए सीमित होता है जो थर्मल गिरावट के बिना तरल पदार्थ को स्थानीय रूप से गर्म करता है। स्थानीय ताप धीरे-धीरे ट्यूबों के आसपास के तरल पदार्थ में उपज तनाव को कम कर देता है।

एक बार जब ट्यूबों के चारों ओर पर्याप्त मात्रा में तरल पदार्थ उपज तनाव संक्रमण से ऊपर गर्म हो जाता है, तो परिसंचरण शुरू हो जाता है। परिसंचरण गर्म क्षेत्र को उत्तरोत्तर विस्तारित करता है जब तक कि संपूर्ण टैंक सामग्री प्रसारित नहीं हो जाती। फिर भाप के दबाव को सामान्य परिचालन स्तर तक बढ़ाया जा सकता है। यह प्रक्रिया स्थानीयकृत ठोस पिघलने के समान है जिसके बाद संवहन स्थापित होने तक पिघले हुए क्षेत्र का क्रमिक विस्तार होता है।

उपज के लिए पीटीएफई लाभ-तनाव तरल पदार्थ

पीटीएफई की कम सतह ऊर्जा तनाव वाले तरल पदार्थों के उत्पादन के लिए एक विशिष्ट लाभ प्रदान करती है। ये तरल पदार्थ अक्सर धातु की सतहों पर दृढ़ता से चिपक जाते हैं, जिससे एक स्थिर परत बन जाती है जो परिसंचरण की शुरुआत का विरोध करती है। गैर -छड़ी पीटीएफई सतह आसंजन को कम कर देती है, जिससे गर्म तरल पदार्थ ट्यूब की सतह से अलग हो जाता है और धातु की सतह पर आवश्यकता से कम उछाल बल पर ऊपर उठता है। परिसंचरण जल्दी शुरू हो जाता है, और स्थिर क्षेत्र अधिक प्रभावी ढंग से समाप्त हो जाता है।

सारांश

उपज तनाव के साथ गैर-न्यूटोनियन तरल पदार्थों के लिए कस्टम पीटीएफई हीट एक्सचेंजर ट्यूब बंडल ज्यामिति, उपज तनाव से अधिक कतरनी उत्पन्न करने के लिए तंग इंट्रा-कॉलम रिक्ति के साथ ऊर्ध्वाधर कॉलम का उपयोग करता है, और वापसी प्रवाह के लिए व्यापक अंतर-कॉलम अंतराल का उपयोग करता है। बंडल तल पर उच्च ट्यूब घनत्व ठंडे तरल पदार्थ के उच्च उपज तनाव पर काबू पाता है। एक नियंत्रित स्टार्ट अप रणनीति उत्तरोत्तर प्रचलन शुरू करती है। पीटीएफई की कम सतह ऊर्जा ट्यूब सतहों से द्रव पृथक्करण में सहायता करती है, जिससे संवहन की शुरुआत पहले होती है।

उपज तनाव द्रव हीट एक्सचेंजर डिज़ाइन के लिए इंजीनियरिंग सहायता द्रव रियोलॉजी डेटा (उपज तनाव बनाम तापमान, चिपचिपापन बनाम कतरनी दर), टैंक आयाम, ऑपरेटिंग तापमान रेंज और हीटिंग ड्यूटी प्रस्तुत करने पर उपलब्ध है।