Düzensiz Isınma Belirtisi
Bir proses tankındaki bir PTFE ısı eşanjörü, demetin bir ucuna yakın proses sıvısı ile diğer ucu arasındaki proses akışkanı arasında 6 derecelik bir sıcaklık farkı gösterir. Buhar basıncı tüm tüp girişlerinde sabittir. Buhar dağıtım başlığı uygun boyuttadır. Tüpler temiz görünüyor. Ancak ısıtma eşit değildir. Tankın bazı kısımları sürekli olarak diğerlerinden daha soğuktur.
Bunun nedeni buhar tarafında değil, süreç tarafındadır. Proses sıvısı tüp demeti boyunca eşit şekilde akmıyor. Bazı tüpler, ısı transferinin verimli olduğu yüksek-akış bölgelerindedir. Diğerleri ise ısı transferinin zayıf olduğu, durgun veya düşük-akışlı bölgelerdedir. Durgun bölgelerdeki sıvı yavaşça ısıtılarak sıcaklık farkı yaratılır.
Süreç-Akış Yönünde Kötü Dağıtımın Nedenleri
Doğal konveksiyon asimetrisi, ısı eşanjörü tankta ortalanmadığında veya tank şekli asimetrik akış modelleri oluşturduğunda ortaya çıkar. Yüzen tüy demetin tamamından yükseliyor ancak merkezde daha güçlü. Demet tankın merkezinden kaydırılırsa duman bir duvar boyunca yükselir ve uzak köşelerde durgun bölgeleri olan büyük bir sirkülasyon hücresi oluşturur.
Tankın içindeki engeller ({0}}giriş boruları, çıkış savakları, saptırma plakaları, karıştırıcı milleri-doğal konveksiyon akış yolunu tıkayabilir. Yükselen ısıtılmış sıvının yerini almak üzere tankın bir tarafından aşağı akması gereken sıvı yönlendirilerek ölü bölgeler oluşturulur.
Sürekli akışlı tanklarda giriş-çıkışta kısa devre- meydana gelir. Proses akışkanı girişi ve çıkışının her ikisi de tankın bir ucundaysa akışkan, tank hacminin geri kalanına karışmadan doğrudan girişten çıkışa akar. Karşı uçtaki ısı eşanjörü, değiştirilmeyen sıvıyı ısıtır.
| Kötü Dağıtım Nedeni | Teşhis Göstergesi | Düzeltici Eylem |
|---|---|---|
| Eşanjör ortalanmamış | Eşanjörün uzak tarafındaki soğuk bölge | Değiştiriciyi yeniden konumlandırın veya akışı-yönlendiren bölmeyi ekleyin |
| Konveksiyonu engelleyen engel | Tıkanıklığın aşağısındaki soğuk bölge | Engelin yerini değiştirin veya konveksiyon bypass'ı ekleyin |
| Giriş-çıkışta kısa devre- | Uzak uçtaki soğuk bölge; giriş-çıkış ucunda sıcak | Giriş veya çıkışın yerini değiştirin; dağıtım savağı ekle |
| Ajitasyon yetersiz | Köşelerdeki soğuk bölgeler; karıştırıcı hızı arttığında iyileşir | Ajitasyonu artırın veya eğitmen ekleyin |
| Borularda çamur birikmesi | Altta soğuk bölgeler; tüp yüzeyleri kirlenmiş | Tüpleri temizleyin; Tank çamuru yönetimini iyileştirin |
Teşhis Prosedürü
Teşhis prosedürü tanktaki sıcaklık dağılımını haritalandırır. Çoklu sıcaklık sensörleri veya taramalı termokupl çeşitli yerlere yerleştirilir: boru demetinin yakınında birden fazla noktaya, tank köşelerine, giriş ve çıkışın yakınına ve farklı derinliklere. Sıcaklık haritası soğuk bölgeleri ve bunların tank geometrisi ve akış düzeniyle olan ilişkisini ortaya çıkarır.
Bir boya testi akış modelini görselleştirir. Isı değiştirici yüzeyine az miktarda inert boya enjekte edilir. Boya bulutunun hareketi, konveksiyon modelini, durgun bölgeleri ve kısa-devre yollarını ortaya çıkarır. Boya testi normal çalışma sırasında proses sıvısı sıcaklıktayken gerçekleştirilir.
Düzeltici Yaklaşımlar
Eşanjörün tank merkezinden kaydırılmış olması durumunda, bir sonraki bakım kapatması sırasında yeniden konumlandırılması mümkün olabilir. Yeniden konumlandırma mümkün değilse, doğal konveksiyon dumanını durgun bölgeye doğru yönlendirmek için bir akış-yönlendirici bölme takılabilir.
Bunun nedeni giriş-çıkışta kısa-devre olmasıysa, en basit çözüm giriş veya çıkışı tankın diğer ucuna taşımaktır. Yer değiştirme mümkün değilse, girişteki bir dağıtım savağı veya delikli saptırma plakası, gelen akışı tank genişliği boyunca dağıtarak kısa-devreyi azaltabilir.
Doğal konveksiyonun doğası gereği yetersiz olması durumunda (tank çok büyükse veya akışkan, doğal konveksiyonun düzgün bir karışım sağlaması için fazla viskozsa), mekanik karıştırma veya pompalı sirkülasyon eklenmelidir. Karıştırıcı veya pompa, tank içeriğini karıştırmak için gereken enerjiyi sağlar ve ısı eşanjörü termal enerjiyi sağlar.
Özet
Düzgün buhar dağılımı doğrulanmış bir PTFE ısı eşanjöründen gelen eşit olmayan ısıtma, proses-yan akışının kötü dağılımından kaynaklanır. Tanılama prosedürü, akış düzenini ve durgun bölgeleri belirlemek için sıcaklık haritalaması ve boya testini kullanır. Düzeltici eylemler arasında eşanjörün yeniden konumlandırılması, akışı yönlendiren bölmelerin eklenmesi-, giriş ve çıkışların yeniden konumlandırılması veya mekanik çalkalama eklenmesi yer alır. Amaç, tüm proses sıvısının ısı eşanjörü yüzeylerinden geçmesini sağlamaktır.
PTFE ısı eşanjörü termal homojenliği sorun gidermeye yönelik mühendislik desteği, tank boyutları, eşanjör konumu, proses akış konfigürasyonu ve sıcaklık ölçüm verilerinin gönderilmesi üzerine sağlanır.
