صف بندی کا فیصلہ
PTFE ہیٹ ایکسچینجر بنڈل ٹیوبوں کی متعدد قطاروں پر مشتمل ہوتا ہے۔ ان قطاروں کی ترتیب-چاہے ایک قطار میں موجود ٹیوبیں پچھلی قطار (ان لائن) سے براہ راست پیچھے ہوں یا نصف ٹیوب فاصلہ (حیران) سے آف سیٹ ہوں-حرارت کی منتقلی اور دباؤ میں کمی دونوں کو متاثر کرتی ہے۔
لڑکھڑاتی قطاریں ہنگامہ خیزی کو بڑھاتی ہیں۔ بنڈل میں سے بہنے والا سیال سیدھ والے خلاء سے گزرنے کے بجائے براہ راست اپنے راستے میں ٹیوبوں کا سامنا کرتا ہے۔ یہ ہنگامہ خیزی شیل-سائیڈ ہیٹ ٹرانسفر گتانک کو بڑھاتی ہے۔ لیکن یہ بنڈل بھر میں دباؤ کی کمی کو بھی بڑھاتا ہے۔ پمپنگ توانائی بڑھ جاتی ہے۔
ان لائن قطاریں سیال کو کم خلل کے ساتھ منسلک چینلز سے گزرنے دیتی ہیں۔ حرارت کی منتقلی کم ہے، لیکن دباؤ میں کمی ہے۔ بہترین نمونہ اس بات پر منحصر ہے کہ آیا اس عمل کو گرمی کی منتقلی میں اضافہ یا کم پمپنگ لاگت سے زیادہ فائدہ ہوتا ہے۔
PTFE ہیٹ ایکسچینجرز کے لیے، ٹیوب وال کی کم تھرمل چالکتا بیرونی حرارت کی منتقلی کو خاص طور پر قیمتی بناتی ہے۔ ٹیوب کی دیوار کی مزاحمت پہلے ہی زیادہ ہے۔ بیرونی قابلیت میں کوئی بھی بہتری براہ راست مجموعی U- قدر کو بہتر بناتی ہے۔
حرارت کی منتقلی کا فرق
ٹیوب بنڈلوں کے اوپر کراس فلو میں، Nusselt نمبر-بغیر طول و عرض کے حرارت کی منتقلی کا گتانک-رینالڈس نمبر، پرانڈٹل نمبر، اور ٹیوب کی ترتیب پر منحصر ہے۔ دیئے گئے رینالڈس نمبر کے لیے، ان لائن انتظامات کے مقابلے میں 15-25% زیادہ نوسلٹ نمبر تیار کرتے ہیں۔
طریقہ کار بھنور شیڈنگ ہے۔ ایک حیران کن ترتیب میں، ہر ٹیوب بھنور کو بہاتی ہے جو نیچے کی دھاری والی ٹیوبوں پر ٹکراتی ہے، باؤنڈری پرت میں خلل ڈالتی ہے اور اختلاط کو بڑھاتی ہے۔ ایک ان لائن ترتیب میں، نیچے کی دھاری والی ٹیوبیں اوپر والی ٹیوبوں کے بعد بیٹھتی ہیں۔ ویک فلوئڈ سست ہے اور پہلے ہی گرم ہو چکا ہے، جس سے درجہ حرارت کے مؤثر فرق کو کم کیا جا رہا ہے۔
متزلزل انتظامات کا حرارت کی منتقلی کا فائدہ اعتدال پسند رینالڈس نمبرز (500-5,000) پر سب سے زیادہ واضح ہوتا ہے، جو کہ پلیٹنگ اور پکلنگ باتھ پیش کرنے والے PTFE ہیٹ ایکسچینجرز میں شیل سائیڈ فلو کی مخصوص حد ہے۔
جدول 1: ان لائن بمقابلہ سٹیگرڈ ٹیوب پیٹرنز کی کارکردگی کا موازنہ (10mm OD PTFE Tubes، 25mm سینٹر اسپیسنگ)
| پیرامیٹر | ان لائن (مربع) پیٹرن | لڑکھڑا ہوا (مثلث) پیٹرن | فرق |
|---|---|---|---|
| رشتہ دار نوسلٹ نمبر (Re=2,000) | 1.0 (بیس لائن) | 1.18 | +18% |
| رشتہ دار حرارت کی منتقلی کا گتانک | 1.0 | 1.15-1.25 | +15-25% |
| رگڑ عنصر (فی ٹیوب قطار) | 1.0 (بیس لائن) | 1.35 | +35% |
| رشتہ دار دباؤ میں کمی (ایک ہی بہاؤ) | 1.0 | 1.30-1.40 | +30-40% |
| نلیاں فی یونٹ حجم | 1.0 (بیس لائن) | 1.15 (گھنی پیکنگ) | +15% مزید ٹیوبیں۔ |
| مجموعی طور پر U{0}} ویلیو میں بہتری (PTFE وال کے ساتھ) | 1.0 | 1.12-1.18 | +12-18% |
| پمپنگ کی طاقت میں اضافہ | 1.0 | 1.30-1.40 | +30-40% |
| تجویز کردہ درخواست | کم بہاؤ مزاحمت اہم ہے۔ | حرارت کی منتقلی اہم ہے۔ | زیادہ تر PTFE ایپلی کیشنز حیران کن ہیں۔ |
پچ-سے-قطر کا تناسب
مرکز-سے-ٹیوبوں کا درمیانی فاصلہ ان کے قطر-پچ-سے-قطر کا تناسب-دونوں نمونوں کو متاثر کرتا ہے۔ قریب کا فاصلہ ہنگامہ خیزی اور حرارت کی منتقلی کو بڑھاتا ہے لیکن دباؤ میں کمی کو بھی بڑھاتا ہے اور صفائی کے لیے رسائی کو کم کرتا ہے۔
پی ٹی ایف ای ٹیوبوں کے لیے سٹگرڈ ترتیب میں، پچ-سے-قطر کا تناسب 2.0-2.5 گرمی کی منتقلی کو بڑھانے اور دباؤ میں مناسب کمی کا بہترین توازن فراہم کرتا ہے۔ 1.8 سے نیچے کا تناسب ایسی سخت پیکنگ بناتا ہے کہ شیل سائیڈ کا بہاؤ حد سے زیادہ محدود ہو جاتا ہے۔ 3.0 سے اوپر کا تناسب سٹگرڈ پیٹرن کے ہنگامہ خیز فائدہ سے محروم ہو جاتا ہے۔
ان لائن انتظامات کے لیے، پچ-سے-2.0 کا قطر کا تناسب معیاری ہے۔ منسلک بہاؤ چینلز متزلزل پیٹرن کے مقابلے میں وقفہ کاری کے لیے کم حساس ہوتے ہیں۔
PTFE-مخصوص غور
PTFE ٹیوبیں لچکدار ہیں۔ حیرت زدہ انتظامات میں، نلکوں کو گرمی کی منتقلی کی پیشن گوئی کو حاصل کرنے کے لیے اپنے درست وقفہ کو برقرار رکھنا چاہیے۔ اگر ٹیوبیں جھک جاتی ہیں یا شفٹ ہوتی ہیں، تو لڑکھڑانے والا پیٹرن گھٹ جاتا ہے، اور حرارت کی منتقلی ان لائن ویلیو کی طرف گر جاتی ہے۔
مطلوبہ انتظام کو برقرار رکھنے کے لیے ٹیوب سپورٹ کے وقفے کی حد سے زیادہ نہ ہونے والے وقفوں پر سپورٹ پلیٹیں ضروری ہیں۔ سپورٹ پلیٹ کے سوراخوں کو لڑکھڑاتے ہوئے پیٹرن پر ڈرل کیا جانا چاہیے اور سروس کی زندگی کے دوران ٹیوب کی پوزیشن کو برقرار رکھنا چاہیے۔
خلاصہ
PTFE ہیٹ ایکسچینجر بنڈلز میں ٹیوب قطار کے لڑکھڑاتے پیٹرن ان لائن پیٹرن کے مقابلے ہیٹ ٹرانسفر گتانک میں 15-25% اضافہ کرتے ہیں، 30-40% زیادہ شیل سائیڈ پریشر ڈراپ کی قیمت پر۔ زیادہ تر پی ٹی ایف ای ایپلی کیشنز کے لیے، جہاں ٹیوب کی دیوار کی مزاحمت نمایاں ہے، حرارت کی منتقلی کا فائدہ دباؤ میں کمی کے جرمانے کا جواز پیش کرتا ہے۔
ایک پچ-سے-قطر کا تناسب 2.0-2.5 کے متزلزل ترتیب میں توازن کو بہتر بناتا ہے۔ مناسب سپورٹ پلیٹ کی جگہ سازوسامان کی زندگی کے دوران لڑکھڑاتے ہوئے پیٹرن کو برقرار رکھتی ہے۔
PTFE ٹیوب بنڈل کے انتظام کی اصلاح کے لیے انجینئرنگ کی سفارشات شیل-سائیڈ فلو ریٹ، قابل اجازت پریشر ڈراپ، سیال کی خصوصیات، اور حرارت کی منتقلی کی ضروریات کو جمع کرانے پر دستیاب ہیں۔
