Introdução: O som do fracasso iminente

Na área ocupada e de alta pressão da transfer ência de calor da fábrica, as pessoas frequentemente verificam eficiência, manejo de temperatura e perda de pressão. Mas eles perdem um ponto chave. Este ponto pode causar grandes paradas súbitas. É o perigo mecânico silencioso chamado Vibração Induída por Fluidos (FIV). Se você trocador de calor de conchas e tubos faz um barulho constante baixo, ou mesmo um batimento repetido ou clatter, esse barulho não é normal. Significa que seu pacote de tubos está sendo danificado bit a bit do interior. O FIV faz os tubos finos, que são a parte principal do seu trocador de calor, agitar fortemente dentro da concha. Esse estresse sempre leva a dois resultados ruins. Uma é o contato de tubos com buracos que causam desgaste maior. A outra é uma rápida quebra de fadiga no link de folha de tubo. Em Grãossabemos que a verdadeira habilidade de engenharia passa pelas regras de calor e em força estrutural. Fizemos mais do que planos básicos para parar a principal causa dessas pausas. Esse olhar próximo cobrirá os fatos mecânicos da FIV. Também mostrará o melhor arranjo que torna trocadores ruidosos e de risco de quebra em ferramentas de longo prazo constantes: o Design Helical Baffle.

Por que o problema de vibração existe? O Design Flaw

A chance de tremor danoso vem do design comum mas fraco do segmento segmental.

1. O defeito do fluxo de baffle segmental

Uma confusão. seu trabalho principal tem duas partes. Ela mantém os tubos longos e finos. Também envia fluido do lado da concha sobre o pacote de tubos para aumentar a velocidade de transfer ência de calor. Mas a confusão segmental habitual torna-se fluida de uma forma que custa muito na mecânica. Com grandes cortes de meio círculo, essas confusões fazem com que o fluido do lado da concha mude com frequência. Isso leva a um padrão nocivo de Cross-Flow.

• O líquido deve passar quase diretamente através (laterais) do conjunto de tubos antes de se virar na próxima confusão.
• Este forte e rápido fluxo atinge faz uma grande força mecânica de empurrão que atinge os tubos do lado.

Em termos simples, o antigo design faz fluido bater e empurrar os tubos uma e outra vez, em vez de o conduzir suavemente.

2. A rua Karman Vortex (KVS): A Instabilidade Aeroestética

A forma chave como o FIV funciona é chamada Karman Vortex Street (KVS). É um tipo de instabilidade do fluxo de ar.

1. Quando o fluido passa por uma forma ampla (como um tubo de troca de calor) a uma velocidade fixa, o fluido pode’ t seguir bem a curva.
2. Em vez disso, giros de fluido separam um por um do topo e do fundo do tubo.
3. Esta ruptura de volta e volta faz mudar a pressão através do tubo’ s largura. Ela cria uma força de elevação repetida, para cima e para baixo que vai contra o caminho de fluxo.

Quando a velocidade desta ruptura de giro se aproxima ou corresponde ao tubo’ sua própria velocidade de tremor (ou o pacote), atinge a ressonância. O fluido, então, agita os tubos à sua própria velocidade. Isso torna os tremores muito maiores e nocivos. Tal ressonância pode logo passar pelo metal a força e os limites.

3. The Unstable Span: Insufficient Tube Support

Outra razão para o FIV é o limite das lacunas de confusão. Os tubos precisam de apoio muitas vezes para manter sua velocidade de tremor alta (ou seja, firme). Mas as lacunas devem ser amplas o suficiente para cortar a perda de pressão do lado da concha.

• Em planos segmentais de confusão, os tubos recebem suporte apenas em pontos fixos, amplos.
• O comprimento aberto de tubo entre baffles, o espaço livre, funciona como uma corda de guitarra. Uma corda mais longa e mais fina tem uma velocidade de tremor menor. Isso torna mais fácil para o deslocamento de rotação de baixa velocidade (KVS) começar a ressonância.

Se a lacuna de baffle (espaço de tubos) é muito larga, os tubos podem tremer forte com grandes movimentos. Isso leva direto à quebra mecânica.

Os Danos Secundários: O verdadeiro custo da vibração

O FIV não geralmente causa quebra instant ânea. Seu dano aumenta e doe com o tempo. Ela mostra em dois tipos principais e custosos de pausa.

1. Fratura de fadiga na Folha de Tubos

O ponto habitual para uma pausa maior é a ligação entre o tubo de troca de calor e a folha de tubo.

• Enquanto os tubos tremem dentro da concha, o ponto de estresse superior é a união fixa no lado da folha do tubo.
• A curva constante (flex) do tubo metal coloca o material sob uma carga de fadiga de muitos ciclos.
• Depois do tempo, muitas vezes meses ou semanas em má ressonância, pequenas quebrações começam e crescem através da parede do tubo. Isso leva a uma rápida e dura ruptura de fadiga (corte de tubo) bem no lado da folha de tubo. Isso imediatamente enfraquece o tubo. Isso causa uma mistura rápida de fluido do lado da concha ao lado do tubo e paragem do sistema.

2. Fretting and Abrasive Wear (Abrasion Leakage)

Na parte central do pacote de tubos, o tremor duro faz o tubo esfregar rápido contra as bordas dos buracos segmentais de confusão.

• Este esfregamento estável e rápido leva material tanto da parede do tubo como do buraco de confusão. O processo é fretting vestir ou arranhar.
• Os tubos de troca de calor são muitas vezes finos (debaixo da parede de 1,5 mm). Esse rubo repetido logo corta um groove na parede do tubo.
• Quando o corte passa por uma profundidade chave, a parede do tubo falha. Isso traz vazamento de resíduos e mistura. Essa pausa muitas vezes precisa bloquear muitos tubos. Ele corta o trocador é trabalhar muito.

Em empregos que precisam de uma transfer ência de calor constante a longo prazo, um objetivo principal de produtos de Grano, esses caminhos de interrupção FIV significam muito risco e manter o trabalho.

O Grãos Solução Anti-Vibração: Baffles Helicais (Tecnologia do Fluxo Espiral)

O grano vê os pontos fracos básicos em confusões segmentais. Então usamos melhor tecnologia para dar Shell-and-Tube Heat Exchangers com Baffles Helicais (também chamados de fluxo espiral intercâmbios). Esta é uma escolha melhor para empregos com risco de agitação. O edifício especial conserta o FIV não diminuindo, mas parando a causa principal.

1. Mudança do Regime de Fluxo: Dispositivo Espiral Longitudinal

A parte superior do plano de confusão hélica é como ele transforma o fluxo lateral da concha de fluxo cruzado nocivo para fluxo espiral (hélica) ao longo do tubo.

• Em vez de fazer fluido passar pelos tubos novamente e novamente, os baffles hélicos levam fluido ao lado dos tubos. Ele segue um caminho espiral próximo de um extremo da concha para o outro.
• Essa via de fluxo corta a parte de fluxo rápido e direto que faz fortes giros Karman.
• Ao transformar a potência de fluido em movimento frontal em vez de bater lateral, o empurramento mecânico no pacote de tubos quase desaparece. Isso assegura que funciona constantemente, sem tremer.

2. Suporte completo e contínuo de tubos

A forma de confusões hélicas dá uma segurança mecânica muito melhor do que placas segmentais espalhadas.

• As partes helicais dão uma linha de toque meio estável ao longo do pacote de tubos. s comprimento.
• Este plano corta muito o espaço real de tubos livres. Faz os tubos mais firmes e aumenta muito a velocidade de tremor.
• Ao elevar a velocidade de tremor através da gama de velocidades de separação de giros, o pacote de tubos fica seguro da ressonância FIV. Os tubos obtêm mantido forte,” e parar os grandes tremores que causam roupa e cansaço.

3. Datos Apoio: Dois benefícios

A construção inteligente do plano helical dá um ganho forte e de duas partes. Isso consegue tanto confiança quanto correr o custo imediatamente.

1. Eliminação da Vibração: O FIV é cortado construindo. Isso assegura melhor confiança a longo prazo e cortes necessários para bloqueio ou troca de tubos caros.
2. Redução da queda de pressão: Ao transformar o fluxo cruzado, inicial-parada (que faz bloqueio de alto fluxo) em fluxo espiral equilibrado e suave, o plano hélico corta esfregar e esfregar muito. Granofacts mostram que o plano de confusão helical pode reduzir a pressão para 70% de um plano segmental habitual fazendo o mesmo trabalho de calor.

Isso significa que uma unidade de baffle grano-hélica dura mais e precisa de menos energia de bomba. Ela se transforma em economia de energia real e custos de execução mais baixos sobre o trocador. a vida.

Anovar a Estrutura, Eliminar o Risco

A vibração induzida por fluidos não deve ter parte dos trocadores de calor. É um caminho de quebra mecânica construído em planos antigos. Usar confusões segmentais de alta manutenção significa tirar o risco de paradas costosas, perturbações constantes de ruído e uma grande pausa final de tubo. Se sua fábrica tem ruído de trocador de calor, alto uso de energia de bomba, e muitas vezes o tubo caro falha, é hora de parar de resolver o problema e resolver a causa da construção. O Grano se concentra em reparações planejadas que aumentam a eficiência e asseguram a estrutura de vida longa. Ao passar do fraco conflito segmental para a melhor construção de conflito helical, você obtém mais do que um trocador de calor. Você coloca dinheiro em anos de trabalho de transfer ência de calor constante, tranquilo e poupança de energia. Contacto nossa equipe de engenharia hoje para verificar seus planos atuais de concha e tubo e aprender como a reparação grano-hélica pode impedir o assassino escondido em seu sistema.

FAQ

Q: A vibração induzida por fluidos (FIV) é um problem a comum, ou só afeta intercâmbios de calor mal fabricados?

A: FIV é um risco incorporado em quase todos os trocadores de calor de conchas e tubos com confusões segmentais habituais, mesmo bem feitas. O risco vem da mistura de velocidade de fluxo, peso de líquido e velocidade de tremor de tubos. Se a velocidade de fluxo do lado da concha passa por um ponto chave, o tremor acontece, não importa qualidade de soldamento. É por isso que Grano sugere o plano Helical Baffle para empregos de alta velocidade ou fluidos de alto peso.

Q: O design Helical Baffle soa mais eficiente. Por que é que não é o padrão da indústria já?

A: A principal razão é fazer problemas. Os baffles segmentais gerais são planos simples, planos fáceis de cortar e juntar. As confusões helicais precisam de rolamento especial, alinhamento e construção de maneiras para obter a forma espiral exata para fluxo suave. O primeiro custo é maior. Mas o Grano pensa que o melhor trabalho, certamente traços sem tremer, e mostra economia de energia a longo prazo de até 70% redução de pressão torna o TCO Helical Baffle (Total Cost of Ownership) muito melhor dinheiro do que planos habituais.

Q: Se suspeito que meu trocador de calor atual tem um problema de FIV, qual é o primeiro passo que eu deveria fazer?

A: O primeiro e fundamental passo é fazer um cheque profissional. Isso significa medir o tamanho e velocidade do tremor de tubo e combinar a velocidade de separação (do fluxo) com o tubo’ imaginou velocidade de tremor. Se a ressonância mostrar, a curta correção é muitas vezes cortando a taxa de fluxo do lado da concha (e assim a capacidade). O longo e duradouro arranjo da Grano está trocando o conjunto de tubos habitual com um conjunto de tubos Helical Baffle melhor que impede as forças de empurrão cheias.