ٹیوب کی لمبائی تجارت-آف
ایک ہی پاس PTFE ہیٹ ایکسچینجر میں لمبی ٹیوبیں فی ٹیوب زیادہ سطحی رقبہ فراہم کرتی ہیں، جس سے ٹیوبوں کی ضرورت کم ہوتی ہے اور ہیڈر ڈیزائن کو آسان بنایا جاتا ہے۔ لیکن لمبی ٹیوبیں انلیٹ سے آؤٹ لیٹ تک بھاپ کے دباؤ کو بھی بڑھاتی ہیں۔ ٹیوب کے کنڈینسیٹ سرے پر دباؤ بھاپ کے داخلے سے کم ہوتا ہے۔ چونکہ دباؤ کے ساتھ بھاپ کا سنترپتی درجہ حرارت کم ہوتا ہے، اس لیے ٹیوب کی لمبائی کے ساتھ ساتھ حرارت کی منتقلی کے لیے موثر درجہ حرارت چلانے والی قوت کم ہو جاتی ہے۔
ٹیوب کی لمبائی اور پریشر ڈراپ کے درمیان تعلق ایک -پاس ڈیزائن کے لیے عملی زیادہ سے زیادہ لمبائی کا تعین کرتا ہے۔ اس لمبائی سے آگے، آؤٹ لیٹ کے آخر میں سنترپتی درجہ حرارت کا نقصان ٹیوب کے نیچے والے حصے میں حرارت کی منتقلی کو ناقابل قبول سطح تک کم کر دیتا ہے۔
پریشر ڈراپ کا حساب کتاب
ایک سیدھی PTFE ٹیوب میں بھاپ کے دباؤ کی کمی کا حساب Darcy-Weisbach مساوات: ΔP=f × (L/D) × (ρ × v² / 2) سے لگایا جاتا ہے، جہاں f ڈارسی رگڑ کا عنصر ہے، L ٹیوب کی لمبائی ہے، D ٹیوب کا اندرونی قطر ہے، ρ ہے سٹیم ویڈینٹی، اور سٹیم ویڈینٹی۔
ہموار PTFE ٹیوبوں میں بھاپ کے بہاؤ کے لیے، رگڑ کا عنصر رینالڈس نمبر پر منحصر ہوتا ہے۔ 6-10mm ID ٹیوبوں میں 5-20 m/s کی عام بھاپ کی رفتار پر، ہنگامہ خیز نظام میں رینالڈز کا نمبر 5,000-50,000 ہے۔ ہموار ٹیوبوں کے لیے رگڑ کا عنصر تقریباً 0.02-0.03 ہے۔
جیسے جیسے ٹیوب کے ساتھ بھاپ گاڑھا ہوتا ہے، بھاپ کی رفتار کم ہوتی جاتی ہے۔ پریشر ڈراپ لمبائی کے ساتھ لکیری نہیں ہوتا ہے
| ٹیوب کی لمبائی (m) | داخلی دباؤ (بارگ) | آؤٹ لیٹ پریشر (بارگ) | پریشر ڈراپ (بار) | آؤٹ لیٹ سنترپتی درجہ حرارت (ڈگری) | LMTD نقصان (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1.0 | 3.0 | 2.96 | 0.04 | 142.5 | 0.5 |
| 2.0 | 3.0 | 2.91 | 0.09 | 141.8 | 1.2 |
| 3.0 | 3.0 | 2.85 | 0.15 | 140.8 | 2.2 |
| 5.0 | 3.0 | 2.70 | 0.30 | 138.5 | 4.8 |
| 8.0 | 3.0 | 2.45 | 0.55 | 135.0 | 9.5 |
10mm OD × 8mm ID PTFE ٹیوب، سٹیم ماس فلو 1.5 kg/h فی ٹیوب، inlet پریشر 3 barg کے لیے حساب کیا گیا۔
مؤثر درجہ حرارت کا فرق
ٹیوب کے ساتھ سنترپتی درجہ حرارت میں کمی آؤٹ لیٹ کے آخر میں مقامی LMTD کو کم کرتی ہے۔ اگر پروسیس فلوئڈ 60 ڈگری پر ہے تو ٹیوب انلیٹ (143 ڈگری سٹیم) پر LMTD تقریباً 83 ڈگری ہے۔ 0.15 بار پریشر ڈراپ (2.0 میٹر ٹیوب) کے ساتھ ٹیوب آؤٹ لیٹ پر، بھاپ کا درجہ حرارت 140.8 ڈگری ہے، اور LMTD تقریباً 80.8 ڈگری -ایک 2.6 فیصد کمی ہے۔
ٹیوب کی لمبائی سے زیادہ اوسط LMTD گرمی کی منتقلی کے حساب کتاب کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ ایک 2.0 میٹر ٹیوب کے لیے، اوسط LMTD تقریباً 82 ڈگری ہے۔ 0.30 بار پریشر ڈراپ کے ساتھ 5.0m ٹیوب کے لیے، اوسط LMTD تقریباً 79 ڈگری -2.0m کیس سے 5% کی کمی سے گر جاتا ہے۔
LMTD کے نقصان کا مطلب یہ ہے کہ ایک لمبی ٹیوب ایک چھوٹی ٹیوب کے مقابلے فی یونٹ لمبائی میں کم حرارت کی منتقلی فراہم کرتی ہے۔ گرمی کی کل منتقلی لمبائی کے ساتھ بڑھتی ہے، لیکن کم ہوتی ہوئی واپسی کے ساتھ۔
عملی زیادہ سے زیادہ ٹیوب کی لمبائی
ایک واحد-پاس پی ٹی ایف ای ہیٹ ایکسچینجر کے لیے عملی زیادہ سے زیادہ ٹیوب کی لمبائی تقریباً 3-4 میٹر ہے۔ اس طوالت سے آگے، پریشر ڈراپ پینلٹی-دونوں LMTD کا نقصان اور بھاپ کے جال پر بڑھتا ہوا بیک پریشر اضافی سطح کے رقبے کو ختم کرتا ہے۔ ایسی ایپلی کیشنز کے لیے جن کے لیے سطح کے زیادہ رقبے کی ضرورت ہوتی ہے، متوازی طور پر متعدد چھوٹی ٹیوبوں کو کم لمبی ٹیوبوں پر ترجیح دی جاتی ہے۔
عمودی سنگل-پاس ڈیزائنز کے لیے، جہاں کشش ثقل کے ذریعے کنڈینسیٹ نکلتا ہے اور بھاپ-کنڈینسیٹ کا بہاؤ موجودہ نیچے کی طرف ہوتا ہے، ٹیوب کی لمبائی 5 میٹر تک قابل قبول ہو سکتی ہے کیونکہ کشش ثقل نکاسی میں مدد کرتی ہے اور کنڈینسیٹ کو کم کرتی ہے-متعلقہ دباؤ کو کم کرتی ہے۔
خلاصہ
سنگل پاس PTFE ہیٹ ایکسچینجر ٹیوب میں بھاپ کے دباؤ میں کمی ٹیوب کی لمبائی کے ساتھ بڑھ جاتی ہے، آؤٹ لیٹ پر سنترپتی درجہ حرارت اور مؤثر LMTD کو کم کرتی ہے۔ افقی ٹیوبوں کے لیے عملی زیادہ سے زیادہ ٹیوب کی لمبائی 3-4 میٹر اور عمودی کو-کرنٹ ڈاؤن فلو ڈیزائنز کے لیے 5 میٹر تک ہے۔ ان لمبائیوں سے آگے، کم ہوتی ہوئی گرمی کی منتقلی کی واپسی اور کنڈینسیٹ سسٹم پر بڑھتا ہوا بیک پریشر متوازی طور پر متعدد چھوٹی ٹیوبوں کے حق میں ہے۔
PTFE ہیٹ ایکسچینجر ٹیوب کی لمبائی کی اصلاح کے لیے انجینئرنگ سپورٹ بھاپ کے دباؤ، ہیٹ ڈیوٹی، ٹیوب کے طول و عرض، اور پراسیس سیال کے درجہ حرارت کو جمع کرانے پر دستیاب ہے۔
