Perhitungan Tube Pass
Garis tembaga tanpa listrik PCB beroperasi pada 38-42 derajat dengan toleransi suhu yang ketat. Penukar panas PTFE harus menyalurkan tugas pemanasan sebesar 35 kW menggunakan 2 barg steam. Ruang tangki yang tersedia menampung tapak koil berukuran 1,2 meter kali 0,8 meter. Pertanyaan desainnya: berapa banyak tabung yang melewati tapak ini yang mencapai perpindahan panas yang dibutuhkan?
Tube pass menentukan dua hal. Semakin banyak lintasan akan meningkatkan total panjang tabung dan luas permukaan dalam tapak tetap. Namun semakin banyak lintasan juga meningkatkan penurunan tekanan sisi uap dan mempersulit drainase kondensat. Jumlah aliran yang optimal menghasilkan perpindahan panas yang diperlukan tanpa melebihi anggaran tekanan uap atau menimbulkan masalah drainase.
Metode Perhitungan
Perhitungan dilakukan secara bertahap dari tugas panas hingga hitungan kelulusan.
Luas permukaan yang dibutuhkan adalah yang utama. Dengan tugas 35 kW, uap pada 133 derajat , rendaman pada 40 derajat , LMTD sekitar 85 derajat , dan nilai U-280 W/m²·K untuk PTFE berdinding tipis, luas yang diperlukan adalah 35.000 / (280 × 85)=1.47 m².
Panjang tabung mengikuti luas dan diameter tabung. Menggunakan pipa OD 8mm, setiap meter linier menyediakan luas permukaan 0,0251 m². Total panjang yang dibutuhkan adalah 1,47 / 0.0251=58.6 meter.
Jumlah lintasan membagi panjang total dengan panjang setiap lintasan. Jejak yang tersedia sebesar 1,2m memungkinkan lintasan dengan panjang aktif sekitar 1,1m. Setiap lintasan menyediakan panjang tabung 1,1 m. Lintasan yang diperlukan: 58,6 / 1.1=53.3, dibulatkan menjadi 54 lintasan.
Tabel 1: Perhitungan Tube Pass untuk Pemanas Mandi Tembaga Tanpa Listrik 35 kW
| Parameter | Nilai | Satuan |
|---|---|---|
| Tugas panas | 35 | kW |
| Suhu uap (2 barg) | 133 | derajat |
| Suhu mandi | 40 | derajat |
| LMTD | 85 | derajat |
| Desain bernilai-U | 280 | W/m²·K |
| Luas permukaan yang dibutuhkan | 1.47 | m² |
| Tabung OD | 8 | mm |
| Luas permukaan per meter linier | 0.0251 | m²/m |
| Total panjang tabung | 58.6 | m |
| Panjang lintasan yang tersedia | 1.1 | m |
| Jumlah kelulusan yang dihitung | 54 | berlalu |
| Jumlah kelulusan yang direkomendasikan (dengan margin 10%) | 60 | berlalu |
Konfigurasi Dalam Jejak Kaki
Enam puluh lintasan dalam tapak 1,2m × 0,8m memerlukan pengorganisasian tabung menjadi baris dan kolom. Dengan jarak tabung di tengah-tengah 25mm untuk memungkinkan aliran larutan di antara keduanya, lebar 0,8m dapat menampung 32 tabung per baris. Enam puluh lintasan disusun sebagai 2 baris yang terdiri dari 30 tabung yang sesuai dengan tapak.
Kedua baris tersebut dapat ditumpuk secara vertikal sebagai petak dua-tingkat. Steam memasuki header distribusi, mengalir melalui 30 tabung paralel di baris atas, kembali melalui 30 tabung di baris bawah, dan dikumpulkan di header kondensat. Aliran uap-lintasan tunggal dengan sirkuit tabung paralel meminimalkan penurunan tekanan sekaligus mencapai panjang total yang diperlukan.
Batasan Spesifik Tembaga Tanpa Listrik
Pemandian tembaga tanpa listrik menghadirkan batasan desain pemanas unik di luar perhitungan termal. Bak mandi ini secara termodinamika tidak stabil. Suhu dinding yang berlebihan memicu pengendapan tembaga secara spontan pada permukaan pemanas-masalah pelat yang sama-yang merusak pemanas logam.
PTFE menghilangkan pelapisan katalitik, namun suhu dinding tetap penting. Pada suhu uap di atas 140 derajat, dekomposisi wadah lokal di dekat dinding tabung menjadi mungkin bahkan tanpa efek permukaan katalitik. Uap 2 barg yang dipilih memberikan suhu saturasi 133 derajat, menjaga suhu dinding tetap aman di bawah ambang batas dekomposisi.
Jumlah kelulusan mempengaruhi margin keamanan ini. Terlalu sedikit lintasan akan meningkatkan kecepatan uap dan penurunan tekanan tetapi tidak mengubah suhu dinding. Terlalu banyak lintasan mengurangi aliran uap setiap tabung, berpotensi menyebabkan drainase kondensat tidak merata dan titik dingin. Konfigurasi 60 lintasan yang dihitung memberikan distribusi aliran yang seimbang.
Drainase Kondensat dalam Desain Multi-Lulus
Beberapa jalur pipa memerlukan drainase kondensat yang tepat dari setiap jalur. Kondensat yang terperangkap mengurangi area perpindahan panas efektif dan menimbulkan risiko water hammer. Setiap lintasan harus memiliki kemiringan ke bawah menuju header pengumpulan kondensat.
Untuk konfigurasi 60-pass dua-tingkat, baris bawah secara alami dialirkan ke header. Baris atas memerlukan sedikit kemiringan yang dibangun pada struktur pendukung. Steam traps berukuran sesuai dengan beban kondensat total pada tugas penuh melengkapi desain drainase. Perangkap terapung-dan-termostatik lebih disukai untuk memodulasi beban kondensat yang umum terjadi pada rendaman tanpa listrik yang suhunya dikontrol.
Ringkasan
Menghitung lintasan tabung penukar panas PTFE untuk rendaman tembaga tanpa listrik dimulai dari tugas panas ke luas permukaan hingga panjang tabung hingga penghitungan lintasan. Contoh 35 kW menghasilkan 60 lintasan pipa OD 8 mm yang disusun dalam kisi dua-tingkat dalam tapak 1,2m × 0,8m.
Kimia tembaga tanpa listrik menambah batasan suhu dinding yang mempengaruhi pemilihan tekanan uap. Bahan PTFE menghilangkan-risiko keluarnya pelat katalitik. Desain drainase kondensat yang tepat memastikan setiap lintasan berkontribusi penuh terhadap perpindahan panas.
Analisis teknik untuk ukuran penukar panas PTFE jalur tembaga tanpa listrik PCB tersedia setelah mengirimkan volume wadah, suhu pengoperasian, persyaratan waktu-pemanasan, tekanan uap yang tersedia, dimensi tangki, dan data kinerja pemanas saat ini.
