Πώς να ανιχνεύσετε και να μετριάζετε τη ροή-Προκαλούμενη δόνηση σωλήνα σε έναν κατακόρυφο εναλλάκτη PTFE;

Ο ήχος των σωλήνων PTFE που χορεύουν πάνω στις πλάκες στήριξης τους είναι ένα βαθύ ηχητικό βουητό που προέρχεται από έναν ψηλό κατακόρυφο εναλλάκτη θερμότητας και μια αργή αύξηση στη μείωση της πλευρικής πίεσης του κελύφους-. Η δόνηση δεν είναι απλώς θόρυβος, είναι μια μακρά, επίμονη διαδικασία ταραχής και φθοράς που μπορεί να κόψει έναν σωλήνα. Η δόνηση που προκαλείται από ροή-είναι μια αναγνωρισμένη μηχανική ανησυχία σε έναν κατακόρυφο εναλλάκτη PTFE. Ωστόσο, με κατάλληλη διάγνωση και εστιασμένο μετριασμό (δηλαδή, προσθήκη ενδιάμεσων στηρίξεων σωλήνων και αλλαγή της θέσης του κελύφους-του πλευρικού ακροφυσίου), το πρόβλημα μπορεί να διορθωθεί πριν προκύψει αστοχία σωλήνα.

Ανίχνευση κραδασμών σε κατακόρυφο εναλλάκτη σωλήνων PTFE
Είναι σημαντικό να γίνεται έγκαιρα η ανίχνευση. Οι σωλήνες PTFE είναι εύκαμπτοι από τους μεταλλικούς σωλήνες και η φυσική τους συχνότητα είναι φυσικά χαμηλή. Τα ακόλουθα δείχνουν ότι μπορεί να υπάρχει δόνηση που προκαλείται από τη ροή:

Ακουστικό βουητό ή βουητό χαμηλής συχνότητας που ποικίλλει ανάλογα με τον ρυθμό ροής.

Η πτώση πίεσης του κελύφους-αυξάνεται απροσδόκητα (απόφραξη των καναλιών ροής από θραύσματα ή παραμόρφωση σωλήνα)

Οπτικά στοιχεία κατά την εξέταση - γυαλίστηκαν περιοχές, εγκοπές ή αραίωση σε σωλήνες στις οπές της πλάκας στήριξης. λευκή σκόνη (PTFE συντρίμμια φθοράς) στο κάτω μέρος του κελύφους.

Περισσότερη διαρροή σωλήνων στις συνδέσεις σωλήνων-σε-σωλήνες που δημιουργούνται από κυκλικά φορτία κάμψης.

Εάν υπάρχει υποψία δόνησης, ένα απλό στηθοσκόπιο ή μια μέτρηση επιταχυνσιόμετρου στο κέλυφος κοντά στο ακροφύσιο εισόδου θα προσδιορίσει την επικρατούσα συχνότητα. Η φυσική συχνότητα του μεγαλύτερου μη υποστηριζόμενου ανοίγματος σωλήνα θα υπολογιστεί και θα συγκριθεί με τη συχνότητα απόρριψης στροβιλισμού της πλευρικής ροής του κελύφους.

Η φυσική της δόνησης που προκαλείται από τη ροή σε ένα κατακόρυφο κέλυφος
Το ρευστό στην πλευρά του κελύφους, συχνά ένα διαβρωτικό υγρό ή αέριο, εισέρχεται σε έναν κατακόρυφο εναλλάκτη PTFE μέσω ενός ακροφυσίου εισόδου. Δύο τυπικές μέθοδοι διέγερσης είναι

Απόρριψη στροβιλισμού - Καθώς το υγρό διέρχεται από κάθε σωλήνα PTFE, δημιουργούνται εναλλακτικές δίνες κατάντη, παρέχοντας μεταβλητές δυνάμεις ανύψωσης κάθετες προς την κατεύθυνση της ροής. Ο συντονισμός εμφανίζεται όταν η συχνότητα απόρριψης ισούται με την εγγενή συχνότητα του σωλήνα και παράγονται σημαντικές ταλαντώσεις πλάτους.

Τυρβώδης μπουφέ - Ένα ακροφύσιο εισαγωγής με κακή γωνία (π.χ. εφαπτομενική ή πλευρική-είσοδος χωρίς διαχύτη) κατευθύνει έναν πίδακα υψηλής ταχύτητας απευθείας στη δέσμη σωλήνων. Ο πίδακας προκαλεί τυχαίες διακυμάνσεις της πίεσης που ανακινούν τους σωλήνες, ιδιαίτερα στη μη υποστηριζόμενη περιοχή στην κορυφή στην είσοδο.

Gravity wants to keep tubes vertical but a lengthy unsupported span of tubes (typically >1,5 έως 2 m) είναι αρκετά ευάλωτο. Ο κίνδυνος είναι μεγαλύτερος όπου η ταχύτητα στην πλευρά του κελύφους είναι μεγαλύτερη, ακριβώς κατάντη του ακροφυσίου εισόδου.

Στρατηγική μετριασμού: Δυνάμωση των σωλήνων, ηρεμία της ροής
Η λύση είναι να σφίξετε τους σωλήνες και να ηρεμήσετε τη ροή. Δύο κύριες διορθωτικές δραστηριότητες διεξάγονται μεμονωμένα ή σε συνδυασμό.

1. Τοποθετήστε ενδιάμεσες πλάκες στήριξης σωλήνων
Με τη μείωση του μη υποστηριζόμενου μήκους των σωλήνων PTFE, η ακαμψία αυξάνεται και η φυσική συχνότητα γίνεται πολύ υψηλότερη από τη συχνότητα απόρριψης στροβιλισμού. Πρόσθετες πλάκες στήριξης προστίθενται μεταξύ των υπαρχόντων άνω και κάτω σωληναρίων σε κατακόρυφο εναλλάκτη.

Σημαντικά κριτήρια σχεδιασμού για πρόσθετες πλάκες υποστήριξης:

Υλικό – Μεταλλικές πλάκες με επένδυση από PTFE-ή με επένδυση φθοριοπολυμερούς- ή συμπαγείς πλάκες PTFE επαρκούς πάχους για την αποφυγή κάμψης.

Διάκενο οπής - Οι οπές πρέπει να είναι 0,5-1,0 mm μεγαλύτερες από το OD του σωλήνα Πολύ σφιχτό: τσιμπήστε τον σωλήνα, φθορά. πολύ χαλαρό: υπερβολική πλευρική κίνηση.

Ευθυγράμμιση - Όλες οι πλάκες στήριξης πρέπει να είναι σε ακριβή ευθυγράμμιση με τα φύλλα σωλήνων, έτσι ώστε οι σωλήνες να μην κάμπτονται κατά τη συναρμολόγηση. Συνιστάται ευθυγράμμιση με λέιζερ ή ακριβείς στροφές.

Αριθμός και απόσταση – Το μέγιστο μη υποστηριζόμενο εύρος πρέπει να μειωθεί σε σημείο όπου η φυσική συχνότητα του σωλήνα είναι πάνω από την υψηλότερη προβλεπόμενη συχνότητα απόρριψης δίνης. Οι τυπικοί σωλήνες PTFE (6-12 mm OD) είναι ασφαλείς για ταχύτητες νερού από την πλευρά του κελύφους έως και 1,5 m/s, εάν τα ανοίγματα είναι 300-500 mm.

Η προσθήκη πλακών στήριξης σε έναν υπάρχοντα εναλλάκτη περιλαμβάνει την αφαίρεση της δέσμης σωλήνων, τη διάτρηση ή τη συγκόλληση των ράβδων στερέωσης της πλάκας στήριξης και, στη συνέχεια, την προσεκτική επανα-συναρμολόγηση. Είναι μια μεγάλη, απλή μετασκευή.

2. Αλλάξτε τον προσανατολισμό του ακροφυσίου στην πλευρά του κελύφους και δημιουργήστε μια πλάκα πρόσκρουσης
Η πρόσληψη του κελύφους-είναι μια κοινή αιτία κραδασμών. Ένα εφαπτομενικό ακροφύσιο δημιουργεί μια περιστρεφόμενη ροή που διατρέχει όλο το μήκος του κελύφους. Ένα κακώς τοποθετημένο ακτινωτό ακροφύσιο (π.χ. κατευθείαν στη δέσμη του σωλήνα) παράγει έναν πίδακα υψηλής-ταχύτητας που χτυπά τους επάνω σωλήνες.

Μέτρα μετριασμού:

Αλλάξτε το ακροφύσιο εισόδου από εφαπτομενικό σε ακτινωτό, ώστε η ροή να κατευθύνεται παράλληλα με τα φύλλα σωλήνων ή προς το τοίχωμα του κελύφους, όχι στη δέσμη.

Τοποθετήστε μια πλάκα πρόσκρουσης (διαχύτη ή διανομέα ροής) αμέσως στο κέλυφος απέναντι από το ακροφύσιο εισαγωγής. Η πλάκα είναι ένα επίπεδο ή κυρτό μεταλλικό φύλλο, γενικά με επένδυση από PTFE-, το οποίο σπάει τον πίδακα και κατανέμει ομοιόμορφα τη ροή στην διατομή-του κελύφους.

Τοποθετήστε ένα διάτρητο διάφραγμα στην είσοδο ή κοντά στην είσοδο για να μειώσετε την ταχύτητα πριν έρθει σε επαφή με τη δέσμη σωλήνα.

Αυτές οι τροποποιήσεις μειώνουν τη μέγιστη ταχύτητα και αφαιρούν τη συνιστώσα στροβιλισμού, έτσι ώστε τόσο το εύρος του στροβιλισμού όσο και του στροβιλισμού να μειώνονται σημαντικά.

Σημειώσεις για την τεχνική ακρίβεια
Η φυσική συχνότητα του σωλήνα θα πρέπει να διατηρείται πολύ υψηλότερη από τη συχνότητα απόρριψης στροβιλισμού. Για τους σωλήνες PTFE το μέτρο ελαστικότητας είναι χαμηλό (περίπου 400-500 MPa), έτσι ώστε ακόμη και μέτρια ανοίγματα (1 μέτρο) να μπορούν να αντηχούν σε ταχύτητες ροής τόσο χαμηλές όσο 0,5-0,8 m/s. Ο υπολογισμός συνιστάται να γίνεται με την εξίσωση δέσμης Euler-Bernoulli με σταθερές-σταθερές ακραίες συνθήκες.

Η ταχύτητα στην πλευρά του κελύφους κοντά στο ακροφύσιο εισόδου είναι η υψηλότερη. Αυτή η ζώνη είναι η βασική ζώνη για την ενεργοποίηση της δόνησης. Επομένως, οι πλάκες στήριξης θα πρέπει να βρίσκονται σε πιο στενή απόσταση στο πάνω μέρος του εναλλάκτη και ο διαχύτης εισόδου πρέπει να είναι σωστά σχεδιασμένος.

Πρακτική Επιτόπια Επιθεώρηση Υφιστάμενων Μονάδων
Όταν καλείται σε μια θέση σε έναν δονούμενο κατακόρυφο εναλλάκτη PTFE, γίνονται τα εξής:

Μετρήστε το πλάτος και τη συχνότητα των κραδασμών σε διάφορα υψόμετρα χρησιμοποιώντας ένα επιταχυνσιόμετρο.

Ρυθμίστε την κρίσιμη ταχύτητα απόρριψης δίνης ώστε να είναι ίση με τη φυσική συχνότητα του σωλήνα.

Εάν ο εναλλάκτης μπορεί να ανοίξει, επιθεωρήστε την εσωτερική δέσμη για σημάδια τσιμπήματος σωλήνα και φθορά της οπής της πλάκας στήριξης.

Προτείνετε επανατοποθέτηση – προσθέστε 2-3 ενδιάμεσες πλάκες στήριξης και εάν το ακροφύσιο είναι εφαπτομενικό προσθέστε μια πλάκα πρόσκρουσης. Εναλλακτικά, μπορεί να σχεδιαστεί μια μετατόπιση ακροφυσίου εισόδου στην πλευρά του κελύφους.

Περίληψη
Η δόνηση που δημιουργείται από ροή σε έναν κατακόρυφο εναλλάκτη PTFE είναι ένα μηχανικό πρόβλημα που μπορεί να λυθεί, κατά προτίμηση στο στάδιο του σχεδιασμού, παρέχοντας την κατάλληλη στήριξη σωλήνα και ένα καλά σχεδιασμένο-κέλυφος-πλευρικής εισαγωγής. Η προσθήκη ενδιάμεσων πλακών στήριξης σωλήνων και μιας πλάκας πρόσκρουσης-διάχυσης ροής σε ένα υπάρχον δονούμενο μηχάνημα μπορεί να αποσιωπήσει το βουητό και να σώσει τους σωλήνες. Σε πολλές χημικές εργασίες και εργασίες επιμετάλλωσης, οι κατακόρυφες μετασκευές εναλλάκτη PTFE έχουν χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για τον μετριασμό των κραδασμών του σωλήνα. Μια ήσυχη, ήρεμη δέσμη σωλήνων είναι υγιής-και με καλή μηχανική μπορεί να ανακτηθεί η ακινησία.