Persyaratan Drainase
Jaringan penukar panas PTFE horizontal bergantung pada gravitasi untuk mengalirkan kondensat dari tabung ke header kondensat, dan dari header ke steam trap. Jika kemiringannya tidak mencukupi, kondensat akan menggenang di dalam tabung dan header. Kondensat yang terkumpul mengurangi permukaan perpindahan panas efektif, menyebabkan palu air ketika gelembung uap pecah dalam cairan subdingin, dan menciptakan lingkungan korosif dalam sistem logam. Dalam sistem PTFE, masalah korosi tidak ada, namun kehilangan perpindahan panas dan water hammer tetap ada.
Kemiringan minimum untuk drainase kondensat ditentukan oleh kebutuhan untuk mengatasi gaya tegangan permukaan yang menahan tetesan kondensat di dinding tabung, dan hambatan gesekan untuk mengalir di header.
Penentuan Kemiringan
Kondensat dalam tabung miring mengalir sebagai lapisan bertingkat-cairan di bagian bawah, uap di bagian atas. Gaya penggerak aliran adalah komponen gravitasi di sepanjang lereng: F=m × g × sin(θ), dengan m adalah massa kondensat, g adalah gravitasi, dan θ adalah sudut kemiringan. Gaya ini harus mengatasi tegangan geser dinding dimana kondensat bersentuhan dengan dinding tabung.
Untuk tabung PTFE, energi permukaan yang rendah memberikan keuntungan. Tetesan air pada PTFE memiliki sudut kontak yang tinggi (kira-kira 108 derajat). Mereka membentuk butiran daripada membasahi permukaan. Manik-manik lebih mudah digulung dibandingkan film kontinyu. Kemiringan yang diperlukan untuk memulai gerakan tetesan pada PTFE lebih rendah dibandingkan pada permukaan logam yang dapat dibasahi.
Data percobaan dan pengalaman lapangan menunjukkan bahwa kemiringan 1:100 (1 cm per meter, kira-kira 0,57 derajat ) cukup untuk drainase kondensat yang andal dalam tabung PTFE. Kemiringan 1:50 (2 cm per meter, kira-kira 1,15 derajat ) memberikan margin untuk toleransi produksi dan defleksi rangka di bawah beban.
| Parameter Drainase | Tabung Metalik | Tabung PTFE |
|---|---|---|
| Kemiringan minimum untuk gerakan tetesan | 1:50 (1,15 derajat) | 1:200 (0,29 derajat) |
| Kemiringan minimum yang disarankan (desain) | 1:50 | 1:100 (0,57 derajat) |
| Kemiringan yang disarankan dengan margin | 1:30 | 1:50 (1,15 derajat) |
| Sudut kontak air pada permukaan | 30-60 derajat (oksida hidrofilik) | 108 derajat (hidrofobik) |
| Mekanisme drainase | Aliran film | Aliran tetesan/manik |
Kemiringan Tajuk
Header kondensat mengumpulkan kondensat dari beberapa tabung dan mengirimkannya ke sambungan steam trap. Kemiringan header harus menampung akumulasi aliran dari semua pipa yang terhubung. Diameter header lebih besar dari masing-masing tabung, dan laju aliran kondensat adalah jumlah dari seluruh kontribusi tabung.
Untuk header yang melayani 20 tabung, masing-masing menghasilkan 0,5 kg/jam kondensat, total alirannya adalah 10 kg/jam-kira-kira 10 liter air panas per jam. Ini adalah aliran kecil untuk header berdiameter 40-50mm. Masalah drainase utama bukanlah pada kapasitas aliran tetapi pada evakuasi menyeluruh dari header untuk mencegah genangan air.
Header harus miring terus menerus ke bawah menuju sambungan steam trap minimal 1:100. Sambungan jebakan harus berada di titik terendah dari header. Tidak boleh ada bagian header yang lebih rendah dari sambungan jebakan-tidak boleh melorot, tidak boleh ada kantong.
Verifikasi Instalasi
Selama pemasangan, kemiringan bundel tabung dan header kondensat harus diverifikasi dengan level spiritus atau level laser. Kemiringan yang ditentukan—1:50 atau 1:100—cukup kecil sehingga tidak terlihat oleh mata. Mengandalkan penilaian visual menghasilkan instalasi rata yang tidak menguras tenaga.
Setelah pemasangan, uji drainase dapat dilakukan dengan memasukkan air ke dalam saluran masuk uap dan memverifikasi bahwa air tersebut mengalir sepenuhnya dari saluran keluar kondensat tanpa menggenang. Sisa air menunjukkan titik terendah yang harus diperbaiki dengan menyesuaikan penyangga rangka.
Ringkasan
Kemiringan header kondensat 1:100 (0,57 derajat ) adalah minimum yang direkomendasikan untuk jaringan penukar panas PTFE horizontal, dengan 1:50 (1,15 derajat ) memberikan margin untuk toleransi produksi. Permukaan hidrofobik PTFE memungkinkan drainase tetesan yang andal di lereng yang lebih dangkal dibandingkan tabung logam. Kemiringan harus diverifikasi selama pemasangan dengan tingkat-yang terlalu kecil untuk dinilai secara visual. Uji drainase pasca{10}}pemasangan memastikan pembuangan kondensat sepenuhnya.
Dukungan teknik untuk desain drainase penukar panas PTFE tersedia berdasarkan dimensi bundel tabung, jumlah tabung, tekanan uap, dan beban kondensat.
