थर्मल साइक्लिंग एक्सट्रीम
एक हार्ड क्रोम प्लेटिंग लाइन प्रतिदिन दो शिफ्ट में संचालित होती है। सुबह की पाली में प्लेटें 55 डिग्री पर। फिर उसी टैंक का उपयोग करके दोपहर की प्रक्रिया के लिए स्नान को 30 डिग्री तक ठंडा किया जाता है। पीटीएफई हीट एक्सचेंजर हीटिंग के लिए 4 डिग्री पर भाप प्रदान करता है, फिर ठंडा करने के लिए 7 डिग्री पर ठंडा पानी प्राप्त करता है। ट्यूब की दीवार का तापमान लगभग 140 डिग्री से 10 डिग्री और फिर वापस आता है -दिन में दो बार, प्रति वर्ष 600 बार, प्रति दशक 6,000 बार।
यह कभी-कभार शटडाउन के साथ स्थिर स्थिति वाला ऑपरेशन नहीं है। यह प्रक्रिया डिज़ाइन स्तर पर जानबूझकर, बार-बार की जाने वाली थर्मल साइक्लिंग है। पीटीएफई हीट एक्सचेंजर को इस चक्रीय सेवा के लिए विशेष रूप से इंजीनियर किया जाना चाहिए। निरंतर हीटिंग ड्यूटी के लिए एक मानक डिज़ाइन त्वरित दर पर थकान क्षति को जमा करेगा।
थर्मल थकान तंत्र
प्रत्येक तापन से -तक शीतलन संक्रमण पीटीएफई ट्यूबों पर एक पूर्ण तापीय तनाव चक्र लागू करता है। जब 140 डिग्री पर गर्म ट्यूब 7 डिग्री पर ठंडे पानी के संपर्क में आते हैं, तो बाहरी सतह तेजी से सिकुड़ती है जबकि भीतरी दीवार, जो अभी भी गर्म है, संकुचन का प्रतिरोध करती है। बाहरी सतह पर एक क्षणिक थ्रू-थिकनेस तन्य तनाव विकसित होता है।
पीटीएफई इस तनाव को विस्कोइलास्टिक विश्राम के माध्यम से समायोजित करता है - तनाव को दूर करने के लिए पॉलिमर श्रृंखलाएं पुनर्गठित होती हैं। यह विश्राम मिनटों में होता है। यदि थर्मल संक्रमण विश्राम के समय से धीमा है, तो तनाव कम रहता है। यदि संक्रमण तेज़ है, तो तनाव सामग्री की अल्पकालिक ताकत से अधिक हो सकता है।
बार-बार साइकिल चलाने से, यहां तक कि तत्काल विफलता सीमा से नीचे के तनाव में भी, थकान से होने वाली क्षति जमा हो जाती है। पीटीएफई में, थकान सूक्ष्म शून्य गठन और वृद्धि के रूप में प्रकट होती है, धातुओं की तरह तेज दरार के रूप में नहीं। हजारों चक्रों में सूक्ष्म अवयव एकत्रित होते हैं, जिससे सामग्री का घनत्व और यांत्रिक गुण कम हो जाते हैं। दीवार के पतले होने की गति तेज हो जाती है। अंततः रिसाव होता है.
तालिका 1: वैकल्पिक सेवा में पीटीएफई हीट एक्सचेंजर के लिए थर्मल साइक्लिंग डिजाइन मानदंड
| डिज़ाइन मानदंड | सतत ताप डिजाइन | चक्रीय तापन-शीतलन डिज़ाइन | परिवर्तन का औचित्य |
|---|---|---|---|
| ट्यूब दीवार की मोटाई | 1.0 मिमी मानक | न्यूनतम 1.5 मिमी | दीवार की मोटाई के साथ थकान जीवन स्केलिंग |
| संक्रमण दर नियंत्रण | लागू नहीं | स्वचालित रैंप वाल्व; अधिकतम 5 डिग्री/मिनट | थर्मल शॉक तनाव को रोकता है |
| विस्तार प्रावधान | मानक लूप या कोई नहीं | सभी पासों पर अनिवार्य विस्तार लूप | दोगुनी विस्तार सीमा को समायोजित करता है |
| ट्यूब समर्थन प्रकार | कठोर गाइड प्लेटें | इलास्टोमेरिक-पंक्तिबद्ध मार्गदर्शिकाएँ | साइकिल चलाने के दौरान समर्थन बिंदुओं पर झल्लाहट कम हो गई |
| कई गुना कनेक्शन | मानक संपीड़न | लचीली पूंछ के साथ प्रबलित संपीड़न | चक्रीय अनेक गुना गति को अवशोषित करता है |
| घनीभूत/ठंडा पानी परिवर्तन | मैनुअल अलगाव वाल्व | स्वचालित डबल {{0}ब्लॉक{{1}और-ब्लीड | क्रॉस {{0}संदूषण को रोकता है; चक्रों के बीच पूर्ण जल निकासी सुनिश्चित करता है |
| डिजाइन चक्र जीवन | निर्दिष्ट नहीं है | 10,000+ पूर्ण तापीय चक्र | 15+ वर्ष सेवा 600 चक्र/वर्ष पर |
| स्टीम ट्रैप विशिष्टता | मानक एफ एंड टी जाल | थर्मल एयर वेंट के साथ एफ एंड टी; कम उपशीतलन | कूलिंग से हीटिंग मोड में तेजी से संक्रमण को संभालता है |
घनीभूत और ठंडा पानी परिवर्तन
हीटिंग से कूलिंग मोड में संक्रमण के लिए ठंडा पानी डालने से पहले ट्यूबों से भाप और संघनन को निकालने की आवश्यकता होती है। अवशिष्ट भाप संघनित होती है और वैक्यूम बनाती है जो ट्यूबों को ढहा सकती है। अवशिष्ट संघनन ठंडे पानी को पतला कर देता है और यदि तापमान काफी कम हो तो ठंडे पानी के प्रवेश द्वार पर जम जाता है।
चेंजओवर प्रणाली इंटरलॉक के साथ स्वचालित वाल्व का उपयोग करती है। गर्म करने का - से - ठंडा करने का क्रम भाप आपूर्ति वाल्व को बंद कर देता है, एक निश्चित ब्लोडाउन अवधि के लिए कंडेनसेट ड्रेन वाल्व को खोलता है, फिर एक रैंप नियंत्रक के माध्यम से ठंडे पानी की आपूर्ति वाल्व को धीरे-धीरे खोलता है। ठंडा करने का क्रम - से {{5} तक गर्म करने की प्रक्रिया उलट जाती है: ठंडा पानी निकल जाता है, घनीभूत प्रणाली फिर से दबाव में आ जाती है, भाप धीरे-धीरे प्रवेश करती है।
भाप{{3}ठंडे पानी के इंटरफ़ेस पर डबल{0}ब्लॉक{{1}और{{2}ब्लीड वाल्व व्यवस्थाएं संक्रमण के दौरान क्रॉस{4}संदूषण को रोकती हैं।
विस्तारित रेंज के लिए विस्तार संयुक्त डिजाइन
एक लगातार गर्म की जाने वाली पीटीएफई ट्यूब परिवेश से लगभग 140 डिग्री तक फैलती है, 120 डिग्री तापमान वृद्धि से ट्यूब की लंबाई के प्रति मीटर लगभग 14 मिमी का विस्तार होता है। एक चक्रित ट्यूब 10 डिग्री (कूलिंग मोड) से 140 डिग्री (हीटिंग मोड) तक फैलती है, 130 डिग्री तापमान परिवर्तन से प्रति मीटर लगभग 16 मिमी विस्तार होता है। अतिरिक्त विस्तार, जबकि प्रति चक्र मामूली होता है, हजारों चक्रों में जमा होता है।
निरंतर हीटिंग सेवा के लिए डिज़ाइन किए गए विस्तार लूप चक्रीय सीमा के लिए कम आकार के हो सकते हैं। चक्रीय डिज़ाइन में बड़े लूप या अतिरिक्त लचीले खंड शामिल हैं ताकि बिना किसी दबाव वाले मोड़ या कई गुना कनेक्शन के पूर्ण तापीय गति को समायोजित किया जा सके।
सारांश
एक ही शिफ्ट के भीतर एक साथ हीटिंग और कूलिंग चक्र के लिए डिज़ाइन किए गए पीटीएफई हीट एक्सचेंजर को मानक निरंतर ड्यूटी निर्माण से परे विशिष्ट डिजाइन मानदंड की आवश्यकता होती है। बढ़ी हुई दीवार की मोटाई थकान जीवन मार्जिन प्रदान करती है। स्वचालित संक्रमण नियंत्रण थर्मल झटके को रोकता है। विस्तार लूप का आकार पूर्ण थर्मल रेंज के लिए होता है। चेंजओवर वॉल्विंग मोड के बीच पूर्ण शुद्धिकरण सुनिश्चित करती है।
अतिरिक्त डिज़ाइन प्रावधान 10,000+ पूर्ण थर्मल चक्रों के माध्यम से विश्वसनीय सेवा सक्षम करते हैं, जो विशिष्ट प्लेटिंग लाइन साइक्लिंग आवृत्तियों पर दशकों के संचालन का प्रतिनिधित्व करते हैं। इन प्रावधानों के बिना मानक डिज़ाइन थकान क्षति को जमा करते हैं और चक्रीय सेवा में समय से पहले विफलता का अनुभव करते हैं।
चक्रीय पीटीएफई हीट एक्सचेंजर डिजाइन के लिए इंजीनियरिंग विश्लेषण हीटिंग और कूलिंग तापमान, चक्र आवृत्ति, संक्रमण समय की कमी, उपलब्ध भाप और ठंडे पानी की स्थिति और अपेक्षित उपकरण सेवा जीवन को प्रस्तुत करने पर उपलब्ध है।
