בעיית הרצפה המשופעת
מיכלי טיהור שפכים, מעבי בוצה ומיכלי ציפוי מסוימים כוללים רצפות משופעות-בדרך כלל 2-5 מעלות ממוצקים מוצקים מושקעים ישירים לכיוון בור איסוף. מחליף החום המותקן מעל הרצפה המשופעת חייב לעקוב אחר שיפוע הרצפה כדי לשמור על עומק טבילה ומרווח עקביים. זה אומר שצרור הצינור אינו מפולס. קצה כניסת הקיטור יושב גבוה יותר מקצה יציאת הקונדנסט, או להיפך, בהתאם לכיוון השיפוע ביחס לכיוון הכותרת.
ראשי מחליפי חום סטנדרטיים מסוג PTFE מניחים צרור צינור מפולס. סעפות חלוקת הקיטור ואיסוף הקונדנסט מיועדות לראש סטטי שווה בכל חיבורי הצינור. במדרון, הנחה זו נכשלת. צינורות בקצה הנמוך של הכותרת רואים לחץ נהיגה שונה מאשר צינורות בקצה הגבוה. תוצאות התפלגות זרימה.
עיצובי כותרות מותאמים אישית מפצים על השיפוע, מבטיחים פיזור אדים אחיד וניקוז עיבוי מלא מכל צינור ללא קשר לגובהו לאורך הכותרת.
פיצוי חלוקת הזרימה
בכותרת אופקית סטנדרטית המזינה מספר צינורות אנכיים או משופעים, הלחץ הסטטי משתנה בהתאם לגובה. בקצה הנמוך של כותרת משופעת, ראש הקיטור הסטטי בכותרת גבוה יותר, מה שמגביר את לחץ ההנעה על פני הצינורות בקצה זה. בקצה הגבוה, הראש הסטטי נמוך יותר, מה שמפחית את לחץ הנהיגה. צינורות בקצה הנמוך מקבלים יותר זרימת קיטור מאשר צינורות בקצה הגבוה.
ניתן לפצות על חוסר איזון הזרימה באמצעות מספר גישות עיצוב. כותרת מחודדת-המצמצמת בחתך- מהקצה הגבוה לקצה הנמוך-מגבירה את המהירות וההתאוששות של הלחץ בקצה הנמוך, ומקזזת חלקית את אפקט הראש הסטטי. לחלופין, פתחי כניסת צינור בודדים בקטרים משתנים -גדולים יותר בקצה הגבוה, קטנים יותר בקצה הנמוך-משווים את התנגדות הזרימה של כל נתיב צינור.
עבור מחליפי PTFE, גישת הפתח עדיפה. תוספות פתחי PTFE או PVDF קטנות מותאמות לכל חיבור כניסת צינור. קוטרי הפתח מחושבים על סמך הגובה של כל חיבור צינור והזרימה הרצויה לכל צינור. התוספות ניתנות להחלפה אם תנאי התהליך משתנים.
טבלה 1: פרמטרים של עיצוב כותרות מותאמות אישית עבור מיכלי רצפה משופעת (שיפוע רצפה של 5 מעלות, אורך כותרת 3 מ')
| פרמטר עיצוב | כותרת רגילה (רמה) | כותרת מותאמת אישית (משופע) | שיטת הפיצוי |
|---|---|---|---|
| הפרש הגבהים על פני הכותרת | 0 מ"מ | 262 מ"מ (מעל 3 מ' ב-5 מעלות) | – |
| הבדל ראש סטטי | 0 פא | ~550 פאה (קיטור ב-3 בארג) | – |
| שינוי זרימה ללא פיצוי | < 5% | 25-35% | – |
| וריאציה של זרימה עם כותרת מחודדת | – | < 10% | קוטר הכותרת מפחית ב-20% מהקצה הגבוה לנמוך |
| שינוי זרימה עם פתחי כניסה | – | < 5% | 6 גדלי פתחים, במרווחים של 0.5 מ"מ |
| עיצוב כותרות עיבוי | רָמָה; שיפוע אחיד | מדורג או משופע עם כותרת קיטור | מתאים לגבהים של יציאת צינור |
| וריאציה של אורך הצינור | אָחִיד | גדל מהקצה הגבוה לנמוך עד 262 מ"מ | מפצה על שיפוע הרצפה |
עיצוב ניקוז הקונדנסט
ניקוז עיבוי במדרון מציג אתגרים נוספים. אם כותרת העיבוי מקבילה לראש הקיטור וגם משופעת, הקונדנסט מצינורות בקצה הגבוה חייב לזרום במורד לאורך הכותרת כדי להגיע למלכודת הקיטור בקצה הנמוך. הזרימה הדו--פאזית בכותרת העיבוי (קונדנסט בתוספת קיטור הבזק) יכולה לחוות ירידה במדרון האפקטיבי התלול יותר.
הגישה המועדפת היא כותרת עיבוי מדורגת: הכותרת מיוצרת בקטעים אופקיים קצרים, כל אחד משרת 4-6 צינורות, כאשר כל קטע מתנקז דרך רגל טיפה אל סעפת איסוף עיבוי משותפת למטה. זה מבטיח שכל קבוצת צינורות מתנקזת בצורה אופקית, תוך הימנעות מחוסר יציבות המדרון הדו-פאזי, בעוד סעפת האיסוף עוברת בשיפוע תלול יותר אל המלכודת.
פיצוי אורך הצינור
צינורות בקצה הנמוך של הצרור חייבים להיות ארוכים יותר מצינורות בקצה הגבוה כדי לשמור על אותו מרווח מעל הרצפה המשופעת. הפרש אורך הצינור מחושב מזווית השיפוע ואורך הכותרת. עבור שיפוע של 5 מעלות וראש של 3 מ', אורך הצינור בקצה הנמוך ארוך בכ-262 מ"מ מאשר בקצה הגבוה.
צינורות חתוכים בהתאמה אישית- באורכים מדורגים מסופקים עם המחליף. כל מיקום צינור מסומן על הכותרת ועל הצינור עצמו כדי להבטיח הרכבה נכונה. אורכי הצינור המדורגים מבטיחים מרווח אחיד מעל רצפת המיכל, ומונעים הצטברות בוצה מקומית מתחת למחליף.
תַקצִיר
עיצובי כותרות מותאמים אישית נחוצים עבור מחליפי חום PTFE המותקנים מעל רצפות מיכל משופעות כדי לפצות על וריאציות הראש הסטטי לאורך הכותרת הגורמת לחלוקה לקויה של הזרימה. כותרות מחודדות או פתחי כניסה בגודל אישי משווים את הזרימה. כותרות עיבוי מדרגות מבטיחות ניקוז מלא ללא סתימה דו-פאבית-. אורכי צינור מדורגים שומרים על מרווח רצפה אחיד.
העיצוב המותאם אישית מבטיח שמחליף ה-PTFE מספק את חובת החימום המלאה שלו ללא הצפות ונקודות קור שיגרמו מהתקנת עיצוב קרקע ברמה-תקני על רצפה משופעת.
תמיכה הנדסית עבור עיצוב מחליף חום PTFE רצפה משופעת-זמינה עם הגשת דרישות שיפוע רצפת המיכל, אורך כותרות, לחץ קיטור, ספירת צינורות וחובת חום.
