Müüri paksuse{0}}vahetus
PTFE soojusvaheti torud on saadaval seinapaksusega 0,5 mm kuni 2,5 mm. Valik mõjutab otseselt kahte jõudluskarakteristikut, mis tõmbavad vastassuunas.
Õhemad seinad parandavad soojusülekannet. Toruseina juhtivustakistus on võrdeline paksusega. 0,5 mm sein juhib soojust kaks korda kiiremini kui 1,0 mm sein. Iga küttevatt jõuab protsessivedeliku väiksema temperatuurilangusega toru materjalis.
Paksemad seinad parandavad mehaanilist vastupidavust. PTFE pehmeneb veidi temperatuuri tõustes. 120 kraadi juures on materjali roomamiskindlus ja lõhkemistugevus madalamad kui ümbritseval temperatuuril. Paksemad seinad kompenseerivad, säilitades ohutu töörõhuvaru. Paksemad seinad peavad vastu ka juhuslikele kahjustustele, mis tulenevad tööriista löökidest ja hoolduse käigus käsitsemisest.
Tehniline otsus nõuab nende konkureerivate nõudmiste tasakaalustamist konkreetsete töötingimuste jaoks.
Soojusjuhtivus: õhukeste seinte puhul
PTFE soojusjuhtivus on ligikaudu 0,25 W/m·K, mis on ligikaudu 60 korda madalam kui roostevaba terase oma. See madal juhtivus on materjali peamine termiline piirang. Iga seinapaksuse millimeeter lisab mõõdetavat soojustakistust.
Juhtiv soojusülekanne läbi toru seina järgib Fourier' seadust. 1,0 mm paksuse PTFE seina puhul, mille sise- ja välistemperatuuri erinevus on 80 kraadi, on soojusvoog ligikaudu 20 kW/m². Seina paksuse vähendamine 0,5 mm-ni kahekordistab sama temperatuuri erinevuse korral soojusvoo 40 kW/m²-ni.
Õhukese{0}}seinaga torud võimaldavad väiksema soojusvaheti pindala sama soojusvõimsuse jaoks. See vähendab pooli suurust, materjali maksumust ja paagi mahu nihkumist. 100 kW kütterakenduse korral võib pindade erinevus 1,0–0,5 mm seinapaksuse vahel ületada 20%.
Tabel 1: PTFE toru seina paksuse jõudluse võrdlus 120 kraadi juures
| Seina paksus (mm) | Suhteline soojusülekanne | Purskerõhk 120 kraadi (bar) | Roomamiskindlus | Löögikindlus | Soovitatav rakendus |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.5 | Suurepärane (1,8 × lähtetase) | 4-6 | Madal | Vaene | Madal{0}}rõhk, kaitstud asukoht |
| 0.8 | Hea (1,4 × lähtetase) | 8-12 | Mõõdukas | Õiglane | Üldised plaadistusvannid |
| 1.0 | Algtase (1,0×) | 12-18 | Hea | Hea | Standardne tööstusteenus |
| 1.5 | Mõõdukas (0,75×) | 20-28 | Väga hea | Väga hea | Kõrgsurve{0}}aur, raske käsitsemine |
| 2.0 | Madal (0,6×) | 30-40 | Suurepärane | Suurepärane | Raske mehaaniline keskkond |
Algtaseme soojusülekanne seinapaksusega 1,0 mm. Purskerõhk 10 mm läbimõõduga toru jaoks. Väärtused on ligikaudsed projekteerimise juhisteks.
Mehaaniline tugevus kõrgendatud temperatuuril
PTFE säilitab kasulikud mehaanilised omadused kuni 260 kraadini, kuid omadused langevad järk-järgult üle 100 kraadi. 120 kraadi juures on tõmbetugevus ligikaudu 40% toatemperatuuri väärtusest. Pideva koormuse all liikumine muutub mõõdetavaks.
Aur 3 bargi juures ulatub toru sees 143 kraadini. PTFE sein sellel temperatuuril kogeb sisemist survet. Õhukesed seinad, mille paksus on 0,5 mm, võivad aastatepikkuse kasutusaja jooksul libiseda ja järk-järgult veelgi õheneda. 1,0 mm sein tagab selle pikaajalise deformatsiooni{7}}varu.
Ka välised mehaanilised koormused on olulised. Keelekümbluses kasutatavad torud puutuvad kokku töödeldavate detailide, tööriistade ja puhastusseadmetega. 0,5 mm sein torkab teravate löökide korral kergesti läbi. 1,0 mm sein talub rutiinset käsitsemist kahjustamata.
Auruküttega kümblusteenuse standardsoovitus on 0,8–1,0 mm seinapaksusega. See vahemik tagab piisava lõhkemisrõhuvaru tüüpilise aururõhu korral, säilitades samal ajal vastuvõetava soojusülekande. Õhemaid seinu võib kasutada madala rõhuga kuumaveesüsteemides, kus siserõhk on minimaalne.
Rakenduse{0}}spetsiifilised valikujuhised
Mõõduka segamise ja kaitstud mähise asukohaga happekattega vannid sobivad 0,8 mm seinaga torudele. Soojusülekande eelis on märkimisväärne ja mehaanilised riskid on juhitavad.
Kõvakroom- või elektrooniline niklivannid, kus rasked töödeldavad detailid võivad mähise lüüa, õigustavad 1,0–1,2 mm seinad. Soojusülekande trahv on tagasihoidlik ja vastupidavuse kasv märkimisväärne.
Kõrgsurvega aurusüsteemid, mis on üle 6 barg, vajavad 1,2–1,5 mm seinu, et tagada piisav lõhkemisrõhuvaru temperatuuril. Vähenenud soojusülekanne kompenseeritakse kõrgema aurutemperatuuri liikumapaneva jõuga.
Pumbavooluga väliskesta{0}}ja-toruvahetid võivad kasutada õhemaid seinu, kuna mehaaniliste vigastuste oht on väiksem ja siserõhk on ainus oluline koormus.
Kokkuvõte
PTFE toru seina paksuse valik tasakaalustab termilise ja mehaanilise jõudluse. Õhukesed seinad 0,5–0,8 mm maksimeerivad soojusülekannet ja minimeerivad pindala nõudeid. Paksud seinad 1,0–1,5 mm tagavad lõhkemissurvevaru ja mehaanilise vastupidavuse kõrgel temperatuuril.
Standardsed 0,8-1,0 mm seinatorud sobivad enamikule auruküttega sukeldusrakendustele rõhul kuni 4 bargi. Õhemate või paksemate seinte reguleerimine sõltub konkreetsest aururõhust, mehaanilisest keskkonnast ja vastuvõetavatest pooli jalajälje piirangutest.
Tehnilised soovitused seinapaksuse valimiseks konkreetsetes rakendustes on saadaval töötemperatuuri, auru või küttekeskkonna rõhu, paagi keskkonna kirjelduse ja soojusülekande jõudluse nõuete esitamisel.
