אתגר הטמפרטורה-גבוהה-גבוהה
מחמם טבילה PTFE הפועל ב-12 בארג קיטור ו-180 מעלות מייצג את אחד היישומים התובעניים ביותר עבור הפלואורופולימר. טמפרטורת הרוויה בקיטור ב-12 בארג היא 191 מעלות -קרוב לגבול המעשי של PTFE. מתח החישוק מהלחץ גבוה. קצב הזחילה ב-180 מעלות הוא משמעותי.
עובי דופן הצינור חייב לעמוד בדרישת לחץ התפרצות, דרישת חיי הזחילה ודרישת העברת החום. שלושת האילוצים מתחרים.
דרישת לחץ התפרצות
מתח החישוק בצינור דק-דפנות: σ=P × D / (2t), כאשר P הוא הלחץ המדורג (1.2 MPa), D הוא הקוטר הממוצע, ו-t הוא עובי הדופן.
עבור צינור OD 10 מ"מ:
| עובי קיר (מ"מ) | מתח חישוק ב-12 בארג (MPa) | לחץ פרץ (MPa) | גורם בטיחות לעומת . 1.2 MPa |
|---|---|---|---|
| 1.5 | 3.4 | 8.5 | 7.1 |
| 2.0 | 2.4 | 12.0 | 10.0 |
| 2.5 | 1.8 | 16.0 | 13.3 |
| 3.0 | 1.5 | 20.0 | 16.7 |
לחץ ההתפרצות מתאים לכל עובי הדופן מעל 1.5 מ"מ. העיצוב אינו פרץ-מוגבל.
דרישת חיי השרץ
ב-180 מעלות, קצב זחילת ה-PTFE משמעותי. מתח החישוק המותר לחיים של 10 שנים ב-180 מעלות הוא כ-1.2-1.5 MPa עבור PTFE שונה.
עבור מתח החישוק מתחת ל-1.5 MPa: עובי הדופן חייב להיות לפחות 2.5 מ"מ עבור צינור OD של 10 מ"מ.
| עובי קיר (מ"מ) | לחץ חישוק (MPa) | חיי זחילה משוערים ב-180 מעלות |
|---|---|---|
| 1.5 | 3.4 | 1-2 שנים |
| 2.0 | 2.4 | 3-5 שנים |
| 2.5 | 1.8 | 6-8 שנים |
| 3.0 | 1.5 | 10+ שנים |
דרישת חיי הזחילה קובעת את בחירת עובי הקיר. הקיר בגודל 3.0 מ"מ נדרש למשך 10 שנים.
עונש העברת החום
הקיר העבה יותר מוסיף התנגדות תרמית. לקיר PTFE בגודל 3.0 מ"מ יש התנגדות מוליכה של 0.012 מ"ר·K/W- פי שלושה מהקיר של 1.0 מ"מ. ערך ה-U- הכולל יורד מ-143 W/m²·K ל-71 W/m²·K-הפחתה של 50%.
עונש העברת החום דורש שטח פנים גדול יותר עבור אותה חובה. המחמם הגדול יותר תופס יותר מקום במיכל ועולה יותר.
המלצת העיצוב
עבור מחמם הטבילה PTFE ב-12 ברג ו-180 מעלות, עובי הדופן המומלץ הוא 3.0 מ"מ עבור צינור OD בגודל 10 מ"מ באמצעות PTFE שונה. זה מספק 10- שנות חיי זוחל. הקנס על העברת חום מתקבל כעלות השירות-בלחץ גבוה בטמפרטורה גבוהה.
יש להתאים את שטח פני המחמם לערך U- המופחת. טביעת הרגל הגדולה יותר היא התמורה-ת ללחץ וליכולת הטמפרטורה.
תַקצִיר
עובי דופן הצינור עבור מחמם טבילה PTFE ב-12 בארג ו-180 מעלות נשלט על ידי דרישת חיי הזחילה, לא על ידי לחץ ההתפרצות. הקיר בגודל 3.0 מ"מ מספק חיים של 10 שנים עם PTFE שונה. עונש העברת החום של 50% דורש שטח פנים גדול יותר.
תמיכה הנדסית לבחירת עובי הדופן זמינה עם הגשת לחץ הקיטור, טמפרטורת הפעולה, חיי השירות הנדרשים וממדי הצינור.
