Drenaj Gereksinimi
Yatay bir PTFE ısı eşanjörü ızgarası, yoğuşmayı borulardan yoğuşma başlığına ve başlıktan buhar kapanına boşaltmak için yerçekimine dayanır. Eğim yetersiz ise tüplerde ve kollektörde yoğuşma havuzları oluşur. Havuzda biriken yoğuşma, etkili ısı transfer yüzeyini azaltır, aşırı soğutulmuş sıvıda buhar kabarcıkları çöktüğünde su darbesine neden olur ve metalik sistemlerde aşındırıcı bir ortam oluşturur. PTFE sistemlerde korozyon sorunu yoktur ancak ısı transfer kaybı ve koç darbesi devam etmektedir.
Yoğuşma suyu drenajı için minimum eğim, tüp duvarında yoğuşma damlacıklarını tutan yüzey gerilimi kuvvetlerinin ve başlıktaki akışa karşı sürtünme direncinin üstesinden gelme ihtiyacına göre belirlenir.
Eğim Tayini
Eğimli bir tüpteki yoğuşma, altta tabakalı bir katman-sıvı, üstte ise buhar olarak akar. Akış için itici güç, eğim boyunca yer çekiminin bileşenidir: F=m × g × sin(θ), burada m, yoğunlaşan suyun kütlesidir, g yer çekimidir ve θ eğim açısıdır. Bu kuvvet, yoğuşmanın tüp duvarına temas ettiği noktada duvar kesme gerilimini yenmelidir.
PTFE tüpler için düşük yüzey enerjisi bir avantaj sağlar. PTFE üzerindeki su damlacıkları yüksek temas açısına (yaklaşık 108 derece) sahiptir. Yüzeyi ıslatmak yerine boncuklanırlar. Boncuklar sürekli bir filme göre daha kolay yuvarlanır. PTFE üzerinde damlacık hareketini başlatmak için gereken eğim, ıslanabilir bir metal yüzeye göre daha düşüktür.
Deneysel veriler ve saha deneyimi, PTFE tüplerinde güvenilir yoğuşma drenajı için 1:100'lük bir eğimin (metre başına 1 cm, yaklaşık 0,57 derece) yeterli olduğunu göstermektedir. 1:50'lik bir eğim (metre başına 2 cm, yaklaşık 1,15 derece), üretim toleransları ve yük altında çerçeve sapması için bir marj sağlar.
| Drenaj Parametresi | Metalik Boru | PTFE Tüp |
|---|---|---|
| Damlacık hareketi için minimum eğim | 1:50 (1,15 derece) | 1:200 (0,29 derece) |
| Önerilen minimum eğim (tasarım) | 1:50 | 1:100 (0,57 derece) |
| Kenar boşluğuyla birlikte önerilen eğim | 1:30 | 1:50 (1,15 derece) |
| Suyun yüzeyle temas açısı | 30-60 derece (hidrofilik oksit) | 108 derece (hidrofobik) |
| Drenaj mekanizması | Film akışı | Damlacık/boncuk akışı |
Başlık Eğimi
Yoğuşma suyu başlığı birden fazla tüpten yoğuşmayı toplar ve buhar kapanı bağlantısına iletir. Başlık eğimi, bağlı tüm tüplerden gelen birikmiş akışı karşılamalıdır. Kollektör çapı tek tek tüplerden daha büyüktür ve yoğuşma suyu akış hızı tüm tüp katkılarının toplamıdır.
Her biri 0,5 kg/saat yoğuşma suyu üreten 20 tüpe hizmet veren bir başlık için toplam akış 10 kg/saat-yani saatte yaklaşık 10 litre sıcak sudur. Bu, 40-50 mm çaplı bir başlık için küçük bir akıştır. Ana drenaj konusu akış kapasitesi değil, herhangi bir durgun suyu önlemek için başlığın tamamen boşaltılmasıdır.
Başlık, buhar kapanı bağlantısına doğru minimum 1:100 oranında sürekli olarak aşağıya doğru eğimli olmalıdır. Tuzak bağlantısı başlığın en alt noktasında olmalıdır. Başlığın hiçbir kısmı tuzak bağlantısından daha aşağıda olmamalıdır-sarkma olmamalı, cep olmamalıdır.
Kurulum Doğrulaması
Kurulum sırasında boru demetinin ve yoğuşma suyu başlığının eğimi bir su terazisi veya lazer terazisi ile doğrulanmalıdır. Belirtilen eğim -1:50 veya 1:100- gözle algılanamayacak kadar küçüktür. Görsel değerlendirmeye güvenmek drenaj yapmayan düz kurulumlara yol açar.
Kurulumdan sonra, buhar girişine su verilerek ve kondens çıkışından birikmeden tamamen boşaldığı doğrulanarak bir drenaj testi yapılabilir. Kalan su, çerçeve desteklerinin ayarlanmasıyla düzeltilmesi gereken bir düşük noktayı gösterir.
Özet
Yatay PTFE ısı eşanjörü ızgaraları için önerilen minimum 1:100 (0,57 derece) yoğuşma suyu eğimi olup, imalat toleransları için bir marj sağlayan 1:50 (1,15 derece)'dir. PTFE'nin hidrofobik yüzeyi, metal tüplere göre daha sığ eğimlerde güvenilir damlacık drenajına olanak tanır. Eğim, kurulum sırasında bir seviyeyle doğrulanmalıdır-görsel olarak değerlendirilemeyecek kadar küçüktür. Kurulum sonrası drenaj testi, yoğuşmanın tamamen giderildiğini doğrular.
PTFE ısı eşanjörü drenaj tasarımı için mühendislik desteği, boru demeti boyutları, boru sayısı, buhar basıncı ve yoğuşma yükünün sunulması üzerine sağlanır.
