U-মূল্যের গুরুত্ব
সামগ্রিক তাপ স্থানান্তর সহগ-U-মান- নির্ধারণ করে যে একটি PTFE হিট এক্সচেঞ্জার প্রতি বর্গ মিটার প্রতি ডিগ্রী তাপমাত্রার পার্থক্যে কত তাপ স্থানান্তর করে। একটি ভুল U-মান অনুমান একটি ভুল আকারের হিট এক্সচেঞ্জার তৈরি করে। কয়েলটি তাপ শুল্ক মেটাতে খুব ছোট বা অপ্রয়োজনীয়ভাবে বড় এবং ব্যয়বহুল।
PTFE হিট এক্সচেঞ্জারগুলির জন্য U-মূল্য অনুমান একটি গুরুত্বপূর্ণ দিক থেকে ধাতব এক্সচেঞ্জারগুলির থেকে আলাদা: টিউব প্রাচীর প্রতিরোধের উল্লেখযোগ্য। স্টেইনলেস স্টিলের জন্য, প্রাচীর প্রতিরোধ প্রায়ই নগণ্য। PTFE-এর জন্য, তাপ পরিবাহিতা 60 গুণ কম, প্রাচীর প্রতিরোধের মোট U-মূল্যের একটি প্রধান উপাদান। এটিকে উপেক্ষা করার ফলে বড় আকারের ত্রুটি দেখা দেয়।
নির্ভুল U-মান অনুমানের জন্য সিরিজে তিনটি প্রতিরোধের সমষ্টি প্রয়োজন: অভ্যন্তরীণ স্টিম-সাইড ফিল্ম, PTFE টিউব ওয়াল, এবং বাহ্যিক প্রক্রিয়া-সাইড ফিল্ম৷ প্রতিটি মোট অবদান. সবচেয়ে বড় প্রতিরোধ U-মানকে প্রাধান্য দেয়।
সিরিজের তিনটি প্রতিরোধ
সামগ্রিক তাপ স্থানান্তর সহগ হল পৃথক প্রতিরোধের যোগফলের বিপরীত। প্রতিটি প্রতিরোধের প্রতিনিধিত্ব করে একটি বাধা তাপ অতিক্রম করতে হবে।
অভ্যন্তরীণ ফিল্ম রোধ বাষ্প-পার্শ্বের তাপ স্থানান্তর সহগের উপর নির্ভর করে। একটি টিউবের ভিতরে বাষ্প ঘনীভূত করার জন্য, এই গুণাঙ্কটি উচ্চ-সাধারণত 5,000-10,000 W/m²·K। প্রতিরোধ ক্ষমতা ছোট, প্রায়শই মোটের 10% এরও কম।
টিউব প্রাচীর প্রতিরোধের PTFE তাপ পরিবাহিতা এবং প্রাচীর বেধ উপর নির্ভর করে. 0.25 W/m·K পরিবাহিতা সহ 1.0mm প্রাচীর PTFE টিউবিংয়ের জন্য, প্রাচীরের প্রতিরোধ ক্ষমতা হল 0.001 / 0.25=0.004 m²·K/W। এই প্রতিরোধের উপাদান নির্বাচন এবং প্রাচীর বেধ দ্বারা সংশোধন করা হয়. এটি সাধারণত মোট প্রতিরোধের 20-40% প্রতিনিধিত্ব করে।
বাহ্যিক ফিল্ম প্রতিরোধ প্রক্রিয়া-পার্শ্ব সংবহনের উপর নির্ভর করে। 0.5-0.8 মিটার/সেকেন্ডের তরল বেগের সাথে জোরপূর্বক পরিচলনের অধীনে, জলীয় দ্রবণের জন্য বাহ্যিক সহগ 400-800 W/m²·K থেকে থাকে। রেজিস্ট্যান্স হল 0.00125-0.0025 m²·K/W। এটি প্রায়শই বৃহত্তম একক প্রতিরোধ, যা মোটের 40-60% প্রতিনিধিত্ব করে।
সারণি 1: U-PTFE হিট এক্সচেঞ্জারের জন্য মান গণনার উপাদান (10 মিমি OD, 1 মিমি ওয়াল, ফোর্সড কনভেকশন)
| প্রতিরোধের উপাদান | গুণাঙ্ক (W/m²·K) | প্রতিরোধ (m²·K/W) | মোট প্রতিরোধের % |
|---|---|---|---|
| অভ্যন্তরীণ (ঘন বাষ্প) | 8,000 | 0.000125 | 6% |
| PTFE টিউব প্রাচীর (1.0 মিমি) | 250 (k/δ) | 0.004 | 43% |
| বাহ্যিক (ফোর্সড কনভেকশন, 0.6 মি/সেকেন্ড) | 600 | 0.00167 | 38% |
| ফাউলিং ভাতা (পরিচ্ছন্ন পরিষেবা) | 5,000 | 0.0002 | 13% |
| সামগ্রিক U-মান | 167 | 0.006 | 100% |
0.6 m/s ক্রসফ্লো বেগ সহ 60 ডিগ্রিতে জলীয় অ্যাসিড দ্রবণের জন্য গণনা। প্রাথমিকভাবে পরিষ্কার PTFE পৃষ্ঠের জন্য ফাউলিং ভাতা। প্রকৃত ক্ষেত্র U-মান ক্ষয় হয় কারণ ফাউলিং জমা হয়।
U-মানে ফোর্সড কনভেকশন ইফেক্ট
জোরপূর্বক পরিচলন বাহ্যিক তাপ স্থানান্তর সহগকে বৃদ্ধি করে, বহিরাগত ফিল্ম প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস করে। এটি সামগ্রিক U-মানকে উন্নত করে। কিন্তু উন্নতির সীমা আছে কারণ PTFE প্রাচীর প্রতিরোধের স্থির এবং যথেষ্ট।
0.3 m/s থেকে 0.6 m/s পর্যন্ত তরল বেগ দ্বিগুণ করলে বাহ্যিক সহগ আনুমানিক 350 থেকে 600 W/m²·K বৃদ্ধি পায়। সামগ্রিক U-মান 145 থেকে 167 W/m²·K-শুধুমাত্র 15% বৃদ্ধি পেয়েছে। স্থির প্রাচীর প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রভাবশালী হয়ে উঠলে আরও বেগ বৃদ্ধি হ্রাসকারী রিটার্ন তৈরি করে।
এই আচরণটি ধাতব তাপ এক্সচেঞ্জারগুলির থেকে পৃথক, যেখানে ক্রমবর্ধমান বেগ নাটকীয়ভাবে U{0}}মানকে উন্নত করতে পারে কারণ প্রাচীর প্রতিরোধের নগণ্য। PTFE এক্সচেঞ্জারদের জন্য, প্রাচীরের প্রতিরোধক প্রবাহের অবস্থা নির্বিশেষে অর্জনযোগ্য U-মানে একটি সিলিং সেট করে।
ক্ষেত্র পরিমাপ বনাম গণনা
গণনা করা U{0}}মানগুলি নকশা অনুমান প্রদান করে। ক্ষেত্র পরিমাপ প্রকৃত কর্মক্ষমতা নিশ্চিত করে। ক্ষেত্রের U-মান তাপ শুল্ক পরিমাপ করে (উভয় দিকে প্রবাহের হার এবং তাপমাত্রার পরিবর্তন থেকে) এবং পরিচিত পৃষ্ঠ এলাকা এবং পরিমাপিত LMTD দ্বারা ভাগ করে নির্ধারিত হয়।
একটি ক্ষেত্র U{0}}মান গণনা করা অনুমানের চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে কম তা ফাউলিং, ঘনীভূত বন্যা, বা প্রবাহ বিকৃত বণ্টন নির্দেশ করে। নিয়মিত U{2}}মান প্রবণতা উৎপাদনকে প্রভাবিত করার আগে সমস্যাগুলি বিকাশের প্রাথমিক সতর্কতা প্রদান করে।
নতুন PTFE হিট এক্সচেঞ্জারের জন্য, কমিশনিংয়ের সময় একটি বেসলাইন U{0}}মান স্থাপন করা উচিত। এই বেসলাইনটি ভবিষ্যতের সমস্ত কর্মক্ষমতা তুলনার রেফারেন্স হয়ে ওঠে।
সারাংশ
PTFE হিট এক্সচেঞ্জার U-মান অনুমান অভ্যন্তরীণ ফিল্ম, টিউব প্রাচীর, এবং বহিরাগত ফিল্ম প্রতিরোধের যোগফল। PTFE প্রাচীর প্রতিরোধ, উপাদান পরিবাহিতা এবং বেধ দ্বারা স্থির, মোট-সাধারণত 30-45% এর একটি উল্লেখযোগ্য ভগ্নাংশ উপস্থাপন করে। এই প্রাচীর প্রতিরোধ প্রবাহ উন্নতি নির্বিশেষে সর্বাধিক অর্জনযোগ্য U-মানকে সীমাবদ্ধ করে।
ফোর্সড কনভেকশন বাহ্যিক ফিল্মের গুণাগুণকে উন্নত করে কিন্তু প্রাচীর প্রতিরোধের প্রাধান্যের কারণে হ্রাসকারী রিটার্ন তৈরি করে। গণনা করা U{1}}মানগুলি ক্ষেত্র পরিমাপ দ্বারা যাচাই করা উচিত এবং ফাউলিং বা অন্যান্য অবনতি সনাক্ত করতে সময়ের সাথে প্রবণতা করা উচিত।
PTFE হিট এক্সচেঞ্জার ইউ-এর জন্য ইঞ্জিনিয়ারিং বিশ্লেষণ তরল বৈশিষ্ট্য, প্রবাহ বেগ, টিউব স্পেসিফিকেশন, বাষ্পের অবস্থা এবং অপারেটিং তাপমাত্রা ডেটা জমা দেওয়ার উপর নির্দিষ্ট প্রক্রিয়ার অবস্থার মান গণনা পাওয়া যায়।
