বেয়োনেট-স্টাইল পিটিএফই হিট এক্সচেঞ্জারগুলি কীভাবে প্রচলিত ফিক্সড টিউবশিট ডিজাইনের থেকে আলাদা?

বেশিরভাগ শেল এবং টিউব এক্সচেঞ্জারের উভয় প্রান্তে টিউব সংযুক্ত থাকে। একটি বেয়নেট এক্সচেঞ্জার এটি তার মাথায় ঘুরিয়ে দেয়: টিউবগুলি কেবল এক প্রান্তে স্থির থাকে, অন্য প্রান্তটি একটি সিল করা বাইরের খাপের মধ্যে স্লাইড করার জন্য বিনামূল্যে। এই সাধারণ নকশাটি দীর্ঘ-দুটি উদ্বেগ, তাপ চাপ এবং রক্ষণাবেক্ষণের অ্যাক্সেসকে অতিক্রম করে। বেয়নেট বিন্যাস PTFE হিট এক্সচেঞ্জারগুলির সাথে জড়িত সারফেস ফিনিশিং এবং রাসায়নিক প্রক্রিয়া অ্যাপ্লিকেশনগুলির দাবির জন্য একটি লোভনীয় বিকল্প যেখানে উপাদানের তাপ সম্প্রসারণের উচ্চ সহগ (CTE) স্থির টিউবশীট সমাধানগুলিকে সমস্যাযুক্ত করে।

বেয়নেট নির্মাণ (ব্যাখ্যা করা)
একটি বেয়নেট স্টাইলের PTFE হিট এক্সচেঞ্জারের নামটি একটি বেয়োনেট-স্টাইলের লাইট বাল্ব বা পাইপ কাপলিং থেকে উদ্ভূত হয়, যার একটি অংশ অন্যটিতে ঢোকানো হয় এবং একটি একক বিন্দুতে সুরক্ষিত থাকে। বেয়নেট টিউবটি দুটি ঘনকেন্দ্রিক টিউব দ্বারা গঠিত, ভিতরের টিউব এবং বাইরের টিউব, তাপ এক্সচেঞ্জারের পরিভাষায় দূরের প্রান্তে সিল করা হয়। সমাবেশটি একটি শেলের মধ্যে (বা সরাসরি একটি ট্যাঙ্কের মধ্যে) স্থাপন করা হয় এবং শুধুমাত্র ইনলেট/আউটলেট প্রান্তে-সাধারণত একটি টিউবশীট বা ফ্ল্যাঞ্জে সুরক্ষিত থাকে। রডের অন্য প্রান্তটি তাপীয়ভাবে প্রসারিত এবং সংকোচনের জন্য বিনামূল্যে।

একটি বেয়নেট কনফিগারেশনের সাথে তরল রুটটি সাধারণত এইভাবে গঠন করা হয়:

পরিষেবার তরল (বাষ্প, গরম জল বা কুল্যান্ট) ভিতরের টিউবের মাধ্যমে সরবরাহ করা হয় এবং সিল করা প্রান্তে প্রবাহিত হয়।

তরলটি সিল করা প্রান্তে ঘুরিয়ে দেওয়া হয় এবং অভ্যন্তরীণ এবং বাইরের টিউবগুলির মধ্যে বৃত্তাকার অঞ্চলে প্রবাহিত হয়।

বাইরের টিউব প্রাচীরের মাধ্যমে শেলের পাশের (বা ট্যাঙ্কের পাশে) প্রক্রিয়া তরলে তাপ সরবরাহ করা হয়।

তরলটি তখন কণাকার স্থান দিয়ে প্রস্থান করে, যে প্রান্তে এটি এসেছিল।

"ইন-এবং-আউট" ফ্লো চ্যানেল ইঙ্গিত করে যে গ্রহণ এবং বহিঃপ্রবাহ সংযোগকারী উভয়ই এক্সচেঞ্জারের একই প্রান্তে রয়েছে। বেয়নেট টিউবের মুক্ত প্রান্তটি সীল ছাড়া মুক্ত এবং অক্ষীয়ভাবে সরানোর জন্য বিনামূল্যে।

প্রথাগত স্থায়ী টিউবশীট ডিজাইনের সাথে প্রধান পার্থক্য
একটি ঐতিহ্যগত ফিক্সড টিউবশীট PTFE হিট এক্সচেঞ্জারে, টিউবগুলি উভয় প্রান্তে স্থির করা হয়, একটি টিউবশীট খাঁড়ি প্রান্তে এবং অন্যটি প্রস্থান প্রান্তে। টিউব বান্ডিলটি শেলের একটি অবিচ্ছেদ্য অংশ এবং শেলের পাশের অগ্রভাগগুলিকে শেলের সাথে ঢালাই করা হয়। যান্ত্রিক আচরণ এবং রক্ষণাবেক্ষণের সহজতা বেশ ভিন্ন।

তাপীয় স্ট্রেন থাকার ব্যবস্থা
উপরন্তু, PTFE এর প্রসারণ স্টিলের চেয়ে 10 থেকে 20 গুণ বেশি (120 থেকে 150 × 10−6 / ডিগ্রি বনাম 11 × 10−6 / ডিগ্রি)। একটি নির্দিষ্ট টিউবশীট ডিজাইনে, 20 ডিগ্রী থেকে 100 ডিগ্রী পর্যন্ত উত্তপ্ত 2 মিটার দৈর্ঘ্যের একটি PTFE টিউব প্রায় 12-15 মিমি প্রসারিত হয়। উভয় প্রান্ত স্থির, এইভাবে এই সম্প্রসারণ কম্প্রেসিভ ফোর্স তৈরি করে যা PTFE টিউবকে বাকল করতে পারে বা টিউবশীট জয়েন্টগুলিকে ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারে। এটি এড়ানোর জন্য, একটি নির্দিষ্ট টিউবশিট PTFE এক্সচেঞ্জারের প্রয়োজন হবে:

ভাসমান মাথা (একটি টিউবশীট সরাতে সক্ষম করে), বা

শেলের মধ্যে একটি সম্প্রসারণ যুগ্ম; বিকল্পভাবে,

খুব ছোট টিউব দৈর্ঘ্য (এক্সচেঞ্জারের ক্ষমতা সীমিত)

এই বিকল্পগুলির প্রতিটি খরচ, জটিলতা এবং সম্ভাব্য লিক সাইট যোগ করে।

অন্যদিকে একটি বেয়নেট স্টাইলের PTFE হিট এক্সচেঞ্জার তাপীয় সম্প্রসারণের জন্য অভ্যন্তরীণভাবে সহনশীল। PTFE প্রসারিত এবং সংকুচিত হওয়ার সাথে সাথে বেয়নেট টিউবের মুক্ত প্রান্তটি খোসা বা বাইরের খাপের মধ্যে অক্ষীয়ভাবে স্লাইড করে। একটি সম্প্রসারণ যুগ্ম, ভাসমান মাথা বা অনন্য উপাদান ম্যাচিং জন্য প্রয়োজন বাদ দেওয়া হয়। বেয়নেট ফর্মটি বিশেষত বড় তাপমাত্রার দোল বা ঘন ঘন তাপ সাইক্লিং জড়িত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আকর্ষণীয়।

বান্ডিলগুলির রক্ষণাবেক্ষণ অ্যাক্সেস এবং অপসারণযোগ্যতা
বেয়নেট ডিজাইনের একটি প্রধান যান্ত্রিক সুবিধা রয়েছে যে পুরো টিউব বান্ডিলটি শেলের পাশের পাইপিংকে ব্যাহত না করেই এক্সচেঞ্জার থেকে সরানো যেতে পারে। বান্ডিলটি এক প্রান্তে শেলের মধ্যে রাখা হয় এবং একটি একক ফ্ল্যাঞ্জ বা টিউবশীট দ্বারা জায়গায় রাখা হয়। পরিষ্কার, পরিদর্শন বা প্রতিস্থাপনের জন্য বান্ডিলটি সরাতে:

টিউবের পাশের ইনলেট/আউটলেট পাইপটি সংযোগ বিচ্ছিন্ন হয়ে গেছে।

বান্ডিলের ফ্ল্যাঞ্জ বোল্টগুলি সরান।

বান্ডিলটি অক্ষীয় দিক থেকে শেল থেকে বের করা হয়।

শেলটি অবস্থানে রয়েছে এবং সমস্ত শেল-সাইড পাইপওয়ার্ক (নজল, গ্যাসকেট এবং সংযোগকারী সহ) অক্ষত রয়েছে।

একটি নির্দিষ্ট টিউবশীট ডিজাইনে, টিউব বান্ডিল অপসারণ অনেক বেশি জটিল। শেলের দুই প্রান্ত খুলতে হবে, এবং শেলের পাশের অগ্রভাগের সংযোগ বিচ্ছিন্ন করতে বা লাইন থেকে পুরো এক্সচেঞ্জারটি সরানোর প্রয়োজন হতে পারে। এটি ব্যস্ত প্রক্রিয়া অবস্থানে বড় এক্সচেঞ্জারদের জন্য একটি বড় প্রকল্প হতে পারে।

পরিষেবাগুলির জন্য যেখানে নিয়মিত পরিষ্কার করা প্রয়োজন (উদাহরণস্বরূপ, ফাউলিং-প্রবণ পৃষ্ঠ ফিনিশিং বাথ), বেয়নেট এক্সচেঞ্জারে বান্ডিল অপসারণের সহজতা একটি সিদ্ধান্তমূলক সুবিধা। একটি বেয়নেট বান্ডিল প্রত্যাহার করতে, পরিষ্কার করতে এবং আবার রাখতে কয়েক ঘন্টা সময় নেয়; একটি স্থির টিউবশীট বান্ডিল মানে পুরো দিন বা তার বেশি ডাউনটাইম।

পারফরম্যান্সের সাথে তাপীয় সমস্যা
বেয়নেট ডিজাইনে তাপীয় কর্মক্ষমতা বাণিজ্য-বন্ধ রয়েছে। অ্যানুলার প্রবাহ পথ (অভ্যন্তরীণ টিউবে প্রবাহিত তরল এবং অ্যানুলাসের মধ্য দিয়ে ফিরে) একটি ডবল-পাইপ প্রভাব দেয়। সামগ্রিক তাপ স্থানান্তর সহগ তুলনামূলক কাউন্টারফ্লো ফিক্সড টিউবশীট ডিজাইনের তুলনায় কিছুটা কম হওয়ার দুটি কারণ রয়েছে:

হ্রাসকৃত কার্যকর তাপমাত্রার পার্থক্য - প্রবাহের ধরণটি বিশুদ্ধ কাউন্টারফ্লো নয়, তবে কাউন্টারফ্লো এবং সমান্তরাল প্রবাহের মিশ্রণ, যা লগ গড় তাপমাত্রার পার্থক্য (LMTD) হ্রাস করে।

অ্যানুলাস সাইডে নিম্ন বেগ - একই সামগ্রিক প্রবাহ হারের জন্য অ্যানুলার গ্যাপের একটি একক টিউবের চেয়ে কম বেগ থাকতে পারে এবং এটি ফিল্ম সহগকে প্রভাবিত করে।

যাইহোক, এই হ্রাস প্রায়শই ছোট হয় (10-20%) এবং প্রায়শই দীর্ঘ টিউব ব্যবহার করার সম্ভাবনার দ্বারা প্রতিহত হয় (যেহেতু তাপ সম্প্রসারণ একটি সীমিত কারণ নয়) এবং বৃহত্তর শেল-সাইড বেগে কাজ করার জন্য। অনেক সারফেস ফিনিশিং অ্যাপ্লিকেশানগুলিতে পরিষেবাযোগ্যতার সুবিধাগুলি সামান্য দক্ষতা অসুবিধার চেয়ে অনেক বেশি।

উপকরণ এবং নির্মাণ
বেয়োনেট এক্সচেঞ্জারগুলি গ্রাফাইট এবং PTFE নির্মাণের জন্য জনপ্রিয় কারণ তারা চাপের মধ্যে ভঙ্গুর বা হামাগুড়ি দেয় এবং এই উপাদানগুলির যথেষ্ট তাপীয় প্রসারণ রয়েছে। বেয়নেট ডিজাইন উপাদানের গুণাবলীর সাথে কাজ করে, তাদের বিরুদ্ধে নয়।

PTFE বেয়নেট এক্সচেঞ্জারে, ভিতরের এবং বাইরের টিউবগুলি সাধারণত PTFE বা PFA (perfluoroalkoxy) থেকে তৈরি করা হয়। দুটি টিউবকে একসাথে ঢালাই বা তাপ ফিউজ করে সিল করা প্রান্তটি তৈরি করা হয়। মুক্ত প্রান্তটি খোলা থাকে এবং অভ্যন্তরীণ নলটি একটি টিউবশীট বা ফেরুলের মধ্য দিয়ে যায়। বাইরের টিউবটি টিউবশীটের বিপরীতে একটি PTFE গ্যাসকেট বা O-রিং দ্বারা সিল করা হয় যা অক্ষীয় স্লাইডিংকে অনুমতি দেয় এবং ফুটো হওয়া রোধ করে।

উল্লেখ্য যে কম্পন এড়াতে বেয়নেট টিউবের মুক্ত প্রান্তটি অবশ্যই ধরে রাখতে হবে। লম্বা বেয়নেট টিউবগুলিতে (যেমন. 3-5 মি) মধ্যবর্তী সাপোর্ট রিং বা ব্যাফেলগুলি অক্ষীয় চলাচলে বাধা না দিয়ে বাইরের টিউবকে গাইড করতে শেলের ভিতরে ব্যবহার করা হয়। এই সমর্থন ছাড়া, প্রবাহ-প্রেরিত কম্পন বিরক্তিকর পরিধান এবং অকাল ব্যর্থতা তৈরি করতে পারে।

তুলনা সারণি: বেয়নেট বনাম ফিক্সড টিউবশিট পিটিএফই এক্সচেঞ্জার বৈশিষ্ট্য বেয়নেট স্টাইল পিটিএফই এক্সচেঞ্জার ফিক্সড টিউবশিট পিটিএফই এক্সচেঞ্জার টিউব ফিক্সিংএক প্রান্ত স্থির, অন্য প্রান্ত সরানোর জন্য বিনামূল্যে উভয় প্রান্ত টিউব শীটের সাথে সংযুক্ত
তাপ সম্প্রসারণ বাসস্থান সহজাত - বিনামূল্যে শেষ স্লাইড; কোন সম্প্রসারণ জয়েন্টের প্রয়োজন নেই ভাসমান মাথা, সম্প্রসারণ জয়েন্ট বা অত্যন্ত ছোট টিউব প্রয়োজন
বান্ডিল অপসারণযোগ্যতা শেল পাইপিং ব্যাহত না করে এক প্রান্ত থেকে সহজ টান বান্ডিল উভয় প্রান্তের বিচ্ছিন্ন করা কঠিন প্রয়োজন প্রায়ই লাইন থেকে এক্সচেঞ্জার অপসারণ জড়িত
বান্ডিল অপসারণের সময় শেলক্যানের অগ্রভাগ সংযুক্ত থাকে এক্সচেঞ্জারকে আলাদা বা সরাতে হবে
টিউব সাইড সংযোগ একই প্রান্তে ইনলেট এবং আউটলেট ইনলেট এবং বিপরীত প্রান্তে আউটলেট (সাধারণত)
ঘনকেন্দ্রিক টিউব (ডাবল-পাইপ প্রভাব) সোজা (এক পাস) বা রিটার্ন বনেট সহ মাল্টি-পাস দিয়ে ভিতরে এবং বাইরে প্রবাহের পথ
তাপ দক্ষতা সামান্য হ্রাস (LMTD সংশোধন ফ্যাক্টর 0.85–0.95) উচ্চতর (প্রকৃত পাল্টা প্রবাহ পেতে পারে)
গড় সর্বোচ্চ। টিউব দৈর্ঘ্য হ্যান্ডলিং এবং কম্পন সীমিত তাপীয় চাপ সীমিত তাপ সম্প্রসারণ দ্বারা সীমিত (সাধারণত 1.5-2.5 মিটার PTFE এর জন্য সম্প্রসারণ জয়েন্ট ছাড়াই)
ফাউলিং টলারেন্স ভাল, বান্ডিল পরিষ্কার করার জন্য আলাদা করা যায় - পরিষ্কার করার জন্য অতিরিক্ত সময় লাগে
ছোট ইউনিটের জন্য মূল্য। মাঝারি - একক টিউবশিট, কোনো সম্প্রসারণ জয়েন্ট লোয়ার - ছোট টিউবের জন্য সহজ সমাবেশ
বড়/লং ইউনিটের খরচ কম - ব্যয়বহুল সম্প্রসারণ জয়েন্টের প্রয়োজন নেই বেশি - ভাসমান মাথা বা সম্প্রসারণ জয়েন্ট খরচ বাড়ায়
বেয়নেট PTFE হিট এক্সচেঞ্জার জন্য ব্যবহারিক ব্যবহার
রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণ এবং পৃষ্ঠের সমাপ্তিতে বেয়নেট ডিজাইনটি বেশ কয়েকটি বিশেষ ক্ষেত্রে পছন্দ করা হয়:

প্রতিদিন এক্সচেঞ্জারের বিভিন্ন হিটিং এবং কুলিং চক্র সহ গুরুতর তাপীয় সাইক্লিং - ব্যাচ পদ্ধতি। বিনামূল্যের-স্লাইডিং বেয়নেট টিউবগুলি চাপ তৈরি না করে এই সাইকেল চালানোর অনুমতি দেয়৷

ফাউলিং পরিষেবা - বাথ যা তাপ স্থানান্তর পৃষ্ঠে স্কেল, স্লাজ বা জৈব আবরণ রেখে যায়। নিয়মিত নির্ধারিত ভিত্তিতে যান্ত্রিক বা রাসায়নিক পরিষ্কারের জন্য বান্ডিলটি টানতে সক্ষম হওয়া গুরুত্বপূর্ণ।

আক্রমনাত্মক অ্যাসিড পরিবেশের জন্য PTFE প্রয়োজন - PTFE রাসায়নিকভাবে নিষ্ক্রিয় এবং আক্রমণাত্মক অ্যাসিডের জন্য নির্দিষ্ট করা হয় (যেমন হাইড্রোক্লোরিক, সালফিউরিক, হাইড্রোফ্লোরিক)। বেয়নেট ডিজাইন টিউবের পাশে সীলমোহর এবং সম্ভাব্য ফুটো দাগের সংখ্যা হ্রাস করে।

সীমিত অ্যাক্সেস স্থান - যখন এক্সচেঞ্জারটি একটি গর্তে, একটি প্রাচীরের বিপরীতে বা এমন একটি স্থানে তৈরি করা প্রয়োজন যেখানে উভয় প্রান্তে অ্যাক্সেস অর্জন করা যায় না। একটি বেয়নেট এক্সচেঞ্জার শুধুমাত্র এক প্রান্তে পরিসেবা করা হয়।

রেট্রোফিট ইনস্টলেশন - তাপীয় ক্লান্তি সমস্যাগুলির সাথে একটি বিদ্যমান ফিক্সড টিউবশিট এক্সচেঞ্জার প্রতিস্থাপন এই ব্যর্থতার মূল কারণ বেয়নেট ডিজাইন দ্বারা মুছে ফেলা হয়।

বিপরীতে, স্থির টিউবশীট সিস্টেমগুলি এখনও এর জন্য প্রতিযোগিতা করে:

ছোট, ছোট এক্সচেঞ্জার (টিউবের দৈর্ঘ্য < 1.5 মিটার) যখন তাপ প্রসারণ একটি সমস্যা নয়।

তাপ সাইক্লিং ছাড়া অ্যাপ্লিকেশন. খুব বিশুদ্ধ তরল।

যখন LMTD সর্বাধিক করার জন্য বিশুদ্ধ কাউন্টারফ্লো প্রয়োজন হয় (উদাহরণস্বরূপ, কাছাকাছি তাপমাত্রা পদ্ধতির সাথে তাপ পুনরুদ্ধার)।

বাজেটের সীমাবদ্ধতা সহ প্রকল্প যেখানে সর্বনিম্ন অগ্রিম খরচ প্রধান চালক।

ইনস্টলেশন এবং অপারেশন বিবেচনা
একটি বেয়নেট শৈলী PTFE হিট এক্সচেঞ্জার নির্দিষ্ট করার ক্ষেত্রে বেশ কয়েকটি ব্যবহারিক দিক বিবেচনায় নেওয়া উচিত।

মুক্ত প্রান্তের সমর্থন বেয়নেট টিউবের মুক্ত প্রান্তটি সমর্থন করা উচিত, তবে শক্তভাবে স্থির নয়। ধাতব-থেকে-PTFE যোগাযোগ PTFE পরিধানের হাতা বা কম-ঘর্ষণ রিংয়ের মাধ্যমে প্রতিরোধ করা হয়।

সীল নকশা - টিউবশীটে বাইরের টিউবের প্রবেশের জন্য স্লাইডিং সীলটি ফুটো ছাড়াই অক্ষীয় চলাচলের অনুমতি দেবে। সাধারণ হল PTFE ঠোঁট সীল বা স্প্রিং এনার্জিজার সহ O-রিং।

ফ্লো ডিস্ট্রিবিউশন - নিশ্চিত করুন যে অতিরিক্ত চাপ হ্রাস এড়াতে কণাকার ফাঁক যথেষ্ট বড়। টিউবের ব্যাস এবং প্রবাহের বেগের উপর নির্ভর করে ব্যবধান সাধারণত 2-5 মিমি হয়।

টিউব কম্পন - ঘূর্ণি প্ররোচিত কম্পন এড়াতে 0.5-1.0 মিটার ব্যবধানে বাফেলস বা সমর্থন প্লেটগুলি অবস্থিত হওয়া উচিত। সমর্থন অক্ষীয় সহচরী অনুমতি দেবে.

আরও নোট করুন যে বেয়নেট এক্সচেঞ্জারগুলি একটি একক শেলে অসংখ্য সংখ্যায় ইনস্টল করা যেতে পারে। মাল্টি-বেয়োনেট ডিজাইনে প্রচুর পরিমাণে বেয়োনেট টিউব ব্যবহার করা হয়, সবগুলো একই টিউবশীটে বেঁধে দেওয়া হয়। এই ব্যবস্থা তাপ স্থানান্তর এবং শুধুমাত্র এক প্রান্ত থেকে রক্ষণাবেক্ষণের জন্য অ্যাক্সেসের জন্য একটি বড় এলাকা দেয়।

উপসংহার