ٹیوب لے آؤٹ پیٹرن (مثلث بمقابلہ مربع) شیل-پی ٹی ایف ای ایکسچینجر میں سائیڈ فلو اور ہیٹ ٹرانسفر کو کیسے متاثر کرتا ہے؟
ایک پیغام چھوڑیں۔
جب شیل-سائیڈ فلوئیڈ پی ٹی ایف ای ٹیوبوں کے بنڈل کے اوپر سے گزرتا ہے، تو ٹیوبوں کا پیٹرن - جسے "پچ" پیٹرن کہا جاتا ہے - اس بات پر اثر انداز ہوتا ہے کہ آیا بہاؤ ہنگامہ خیز ہے یا کم مزاحمت کے ساتھ بہتا ہے۔ ترتیب کا انتخاب ایک بنیادی اور دیرپا-آپریشنل فیصلہ ہے۔ انجینئرز جو PTFE ہیٹ ایکسچینجر تیار کر رہے ہیں یا اس کی وضاحت کر رہے ہیں انہیں طویل مدتی برقرار رکھنے کے خلاف حرارت کی منتقلی کی کارکردگی کو متوازن کرنے کے لیے مثلث اور مربع پچ پیٹرن کے درمیان تجارت-کی تعریف کرنے کی ضرورت ہے۔
ٹیوب کے انتظامات کی جیومیٹری
ٹیوب لے آؤٹ پیٹرن کو شیل کی طرف بہاؤ کی سمت کے سلسلے میں ٹیوب مراکز کی پوزیشن کے طور پر بیان کیا جاتا ہے۔ سب سے زیادہ مقبول انتظامات مثلث کی پچ (بشمول گھمایا ہوا مثلث) اور مربع پچ (بشمول تبدیل شدہ مربع) ہیں۔ تمام حالات میں ٹیوب پچ--ملحقہ ٹیوبوں کے درمیان مرکز سے مرکز کا فاصلہ - عام طور پر ٹیوب کے بیرونی قطر کا 1.25 سے 1.5 گنا ہوتا ہے۔ وقفہ کاری کو مناسب مکینیکل طاقت دینے، ٹیوبوں کے رابطے کو روکنے اور شیل کی طرف سے بنڈل کے ذریعے بہنے والے سیال کی اجازت دینے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔
پچ ( لڑکھڑا ہوا ) مثلث
مثلث کی پچ میں، دوسری قطار میں ہر ٹیوب پہلی قطار سے آدھی پچ سے لڑکھڑاتی ہے۔ یہ ایک حیران کن ترتیب کی طرف لے جاتا ہے جیسے کہ پورے بنڈل میں بہاؤ کے راستے سیدھی لائن میں نہیں ہوتے ہیں۔ شیل-سائیڈ سیال کو ٹیوبوں کے درمیان سانپ کرنے پر مجبور کیا جاتا ہے، مسلسل سمت بدلتا رہتا ہے۔
اہم خصوصیات:
مزید ٹیوبیں فی یونٹ شیل کراس- سیکشن (زیادہ ٹیوب کثافت)
بہاؤ میں زیادہ ہنگامہ خیزی۔
شیل-سائیڈ پریشر میں اضافہ
گرمی کی منتقلی کا بہت زیادہ گتانک
مربع (ان لائن) پچ
ٹیوبیں ایک مربع پچ میں ہیں، قطاروں اور کالموں میں ترتیب دی گئی ہیں، شیل-سائیڈ بہاؤ کی سمت میں سیدھی راہداری یا لین بناتی ہیں۔ سیال ان راستوں سے بغیر کسی رکاوٹ کے گزر سکتا ہے۔
اہم خصوصیات:
کم ٹیوب کی کثافت (اسی شیل قطر کے لیے کم ٹیوبیں)
کم بہاؤ کے ساتھ ہنگامہ آرائی
کم شیل سائیڈ پریشر ڈراپ
کم حرارت کی منتقلی کا گتانک (اسی طرح کے بڑے پیمانے پر بہاؤ کی شرح کے لیے)
براہ راست رسائی کے ساتھ مکینیکل صفائی کے لیے لین
شیل کا اثر-سائیڈ فلو اور ہیٹ ٹرانسفر
سہ رخی پچ لڑکھڑانے سے لیمینر باؤنڈری لیئرز کو تباہ کر دیتا ہے اور مسلسل ویک مکسنگ کو آمادہ کرتا ہے۔ سیال ہموار ندیوں میں سفر نہیں کرتا ہے بلکہ ٹیوبوں سے جڑ جاتا ہے، الگ ہو جاتا ہے اور دوبارہ جڑ جاتا ہے۔ اس طرح کی افراتفری کی حرکت ٹیوب کی سطحوں پر کنویکشن کے ذریعے حرارت کی ترسیل کو بڑھاتی ہے۔ شیل سائیڈ میں دی گئی بہاؤ کی شرح کے لیے، ایک مثلث-پچ بنڈل کا حرارت کی منتقلی کا گتانک برابر مربع-پچ بنڈل سے 20–30% زیادہ ہو سکتا ہے۔
منفی دباؤ ڈراپ ہے۔ ہنگامہ جو گرمی کی ترسیل کو بڑھاتا ہے وہ پمپنگ توانائی کا بھی استعمال کرتا ہے۔ تاہم، PTFE ایکسچینجرز کے بہت سے ایپلی کیشنز میں جہاں شیل-سائیڈ فلویڈز عام طور پر پانی، بھاپ یا صاف کولنگ میڈیا ہوتے ہیں، دباؤ میں کمی میں معمولی اضافہ قابل قبول ہے۔
لکیری ترتیب مربع پچ میں صاف بہاؤ لین کو برقرار رکھتی ہے۔ شیل سائیڈ پر موجود سیال ٹیوبوں کے درمیان تنگ خلا میں بھی تیز ہوتا ہے لیکن بہاؤ زیادہ لیمینر یا عبوری ہوتا ہے جس میں کم اختلاط-ہوتا ہے۔ اس کے نتیجے میں حرارت کی ترسیل کا گتانک کم ہو جاتا ہے۔ اسی تھرمل ڈیوٹی کے لیے، ایک مربع-پچ بنڈل کو بڑے شیل قطر یا لمبی ٹیوب کی لمبائی کی ضرورت ہو سکتی ہے۔
ٹیوب کی کثافت کا موازنہ
ایک مثلثی پچ پر آپ کے پاس مربع پچ کی طرح شیل قطر میں تقریباً 15% زیادہ ٹیوبیں ہو سکتی ہیں۔ یہ پیکنگ کی کارکردگی کا نتیجہ ہے۔ PTFE ایکسچینجرز کے لیے، ٹیوب کی دیواریں اکثر موٹی ہوتی ہیں اور ان کی تھرمل چالکتا کم ہوتی ہے (دھاتی ٹیوبوں کے مقابلے)، اس لیے PTFE کی موروثی تھرمل مزاحمت کی تلافی کے لیے ٹیوبوں کی تعداد کو زیادہ سے زیادہ کرنا اکثر ضروری ہوتا ہے۔ سہ رخی ترتیب شیل کے سائز میں اضافہ کیے بغیر حرارت کی منتقلی کی سطح کو بڑھاتی ہے۔
مکینیکل صفائی تک رسائی، ایک بڑا طویل مدتی مسئلہ
بڑا طویل مدتی غور صفائی کے لیے رسائی ہے ایکسچینجر کے شیل سائیڈ سے فولنگ ڈپازٹس کو ہٹانے کی صلاحیت اس بات کا تعین کرے گی کہ آیا یونٹ کو مہینوں یا سالوں کے استعمال کے بعد اس کی سابقہ کارکردگی پر بحال کیا جا سکتا ہے۔
سہ رخی پچ میں لڑکھڑاتی جیومیٹری پورے بنڈل میں براہ راست، بلا روک ٹوک نظر آنے کی اجازت نہیں دیتی۔ مکینیکل صفائی کے آلات، جیسے گھومنے والی لینس، ہائی پریشر واٹر جیٹ یا تار برش کو ٹیوبوں کے درمیان نہیں کھلایا جا سکتا۔ ایک مثلث-پچ بنڈل کے لیے، صفائی کا واحد طریقہ کیمیائی صفائی ہے (سرکولیٹنگ تیزاب، سالوینٹس یا ڈٹرجنٹ)۔ کیمیائی صفائی بہت سے قسم کی گندگی (پیمانہ، نامیاتی ذخائر، ہلکی کیچڑ) کو دور کرنے میں مؤثر ہے، لیکن سخت مسلسل ذخائر یا جو محفوظ کیمیکلز میں تحلیل نہیں ہوں گے، کم کامیابی سے علاج کیا جا سکتا ہے۔
ایک مربع پچ ٹیوب کی قطاروں کے درمیان سیدھی راہداریوں کے ساتھ واضح رسائی فراہم کرتی ہے۔ ایک مکینیکل کلیننگ لانس کو شیل کی طرف سے چلایا جا سکتا ہے، عام طور پر ڈیٹیچ ایبل چینل کے سرے سے، ٹیوبوں میں جمع ہونے والے ذخائر کو دھماکے یا برش کرنے کے لیے۔ اسکوائر پچ پہلے سے طے شدہ انتخاب ہوتا ہے جب شیل-سائیڈ فلوئڈ کو بہت زیادہ خراب کرنے کے لیے جانا جاتا ہے-مثلاً، ناپاک ٹھنڈک پانی، پولیمرائزنگ پروسیسنگ سٹریمز، یا ایسے سیال جن میں معلق ذرات ہوتے ہیں جو سطحوں پر بیک کرتے ہیں۔
پی ٹی ایف ای میں ہیٹ میں ایپلی کیشن{{0} ایکسچینجرز
ٹیوب سائیڈ (ٹیوبوں کے اندر سیال) پر corrosive سروس کے لیے، PTFE ہیٹ ایکسچینجرز کو عام طور پر مخصوص کیا جاتا ہے۔ PTFE ٹیوبیں مضبوط تیزاب، الکلیس اور نامیاتی سالوینٹس کے نقصان کو برداشت کرتی ہیں۔ بہت سے پودوں میں شیل سائیڈ ایک صاف افادیت سیال جیسے ٹھنڈا پانی، بھاپ یا حرارت کی منتقلی کا تیل لے جاتا ہے۔ فاؤلنگ کم ہے کیونکہ شیل-سائیڈ فلویڈ عام طور پر صاف ہوتے ہیں۔ نتیجتاً، PTFE ایکسچینجرز میں مثلث پچ موجود ہے۔ بغیر کسی صفائی کے جرمانے کے اعلی حرارت کی منتقلی کے قابلیت اور بڑھتی ہوئی ٹیوب کثافت کے ساتھ کارکردگی کو براہ راست بہتر بناتا ہے۔
تاہم، ایک مختلف مسئلہ موجود ہے جب corrosive یا fouling سیال شیل کی طرف ہونا ضروری ہے. یہ عمل کے کچھ انتظامات میں ہوتا ہے - - مثلاً، جہاں شیل سائیڈ کو معائنہ کے لیے کھولنا ضروری ہے، یا جہاں ٹیوب سائیڈ کو دباؤ کی کمی کو کم کرنے کے لیے صاف سیال کے لیے محفوظ کیا گیا ہے۔ اگر شیل سائیڈ فلوئڈ غلط ہو جائے تو مربع پچ کو ترجیح دی جاتی ہے۔ تھرمل کارکردگی میں ہونے والے نقصان کو سالانہ دیکھ بھال کی بندش کے دوران PTFE ٹیوبوں کے باہر میکانکی طور پر صاف کرنے کی صلاحیت سے پورا کیا جاتا ہے۔
مختصر میں ٹریڈ آف
سہ رخی پچ فیچر پچ اسکوائر
ٹیوب کی کثافت زیادہ (~15% زیادہ ٹیوبیں) نیچے۔
شیل سائیڈ ٹربلنس اونچی (بہاؤ متزلزل) کم سے اعتدال پسند (متوازی لین)
حرارت کی منتقلی کا گتانک زیادہ نیچے
شیل سائیڈ پریشر ڈراپ ہائیر لوئر
مکینیکل صفائی تک رسائی۔کوئی نہیں (صرف کیمیکل صفائی) اچھی (براہ راست رسائی کی لین)
پی ٹی ایف ای ہیٹ ایکسچینجر کا معمول کا استعمال شیل سائیڈ پر صاف سیال (پانی، بھاپ، تیل) شیل-سائیڈ فلوئڈ
درحقیقت، PTFE ایکسچینجر ٹیوب لے آؤٹ پیٹرن مثلث مربع کے لیے مثلث اور مربع پچ کے درمیان انتخاب شاذ و نادر ہی خالص بالادستی کا معاملہ ہے۔ یہ کارکردگی بمقابلہ مینٹین ایبلٹی ٹریڈ آف ہے۔ سہ رخی شکل کلین شیل-سائیڈ ڈیوٹی کے لیے زیادہ کمپیکٹ اور موثر ایکسچینجر فراہم کرتی ہے۔ چوکور پیٹرن تھوڑی تھرمل کارکردگی سے سمجھوتہ کرتا ہے تاکہ فاولنگ سروس کے لیے لانس یا برش کا استعمال کرکے کارکردگی کو بحال کرنے کا امکان حاصل کیا جا سکے۔
پی ٹی ایف ای ایکسچینجرز کی لائف سائیکل لاگت پر لے آؤٹ کا اثر
فوری تھرمل اور ہائیڈرولک مسائل کے علاوہ، ٹیوب لے آؤٹ پیٹرن ملکیت کی کل لاگت کو متاثر کرتا ہے۔ ایک مثلث-پچ ایکسچینجر کی پہلی قیمت سستی ہو سکتی ہے (اسی سطح کے علاقے کے لیے چھوٹا شیل) اور کم چلنے والی توانائی (حرارت کی منتقلی کی بہتر کارکردگی) لیکن اگر شیل سائیڈ کی خرابی اور کیمیائی صفائی کارکردگی کو بحال نہیں کرتی ہے، تو یونٹ کو وقت سے پہلے تبدیل کرنے کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔ دوسری طرف، ایک مربع-پچ ایکسچینجر میں بڑا خول اور ابتدائی قیمت زیادہ ہو سکتی ہے، لیکن اسے میکانکی طور پر بار بار صاف کیا جا سکتا ہے، اس طرح سروس کی زندگی کو لامحدود تک بڑھایا جا سکتا ہے۔
