Kif Tqabbel il-Konduttività Termali ta' Fluoropolimer-Tubu ta' l-Azzar Infurrat ma' PTFE Solidu?

It-tubi solidi tal-PTFE huma kimikament reżistenti iżda mekkanikament dgħajfa. Ħajt oħxon huwa meħtieġ biex tkun tista 'tikseb klassifikazzjoni ta' pressjoni raġonevoli. Din il-ħxuna tfisser reżistenza termali kbira. Għażla tajba hija tubu tal-azzar b'saff żgħir ta 'fluworopolimeru kimikament reżistenti ġewwa. Din l-istruttura komposta għandha s-saħħa tal-metall u r-reżistenza għall-korrużjoni tal-plastik. Mil-lat termali l-kisja tal-plastik irqiq hija barriera sinifikament iżgħar mill-ħajt oħxon ta 'tubu PTFE solidu, u l-prestazzjoni ġenerali tat-trasferiment tas-sħana tat-tubu miksi tista' tkun sorprendentement aħjar. F'dan id-dokument, aħna nirrevedu t-tqabbil bejn il-konduttività termali ta 'tubu ta' l-azzar miksi bil-fluworopolimeru u PTFE solidu f'applikazzjonijiet ta 'trasferiment tas-sħana reali.

X'inhi r-Reżistenza Termali fis-Sistemi Tubulari
Kunċett Ġenerali għar-Reżistenza Termali
Ir-reżistenza totali għall-passaġġ tas-sħana mill-ħajt ta 'tubu hija s-somma tar-reżistenzi tad-diversi saffi. Għal tubu ta 'saff wieħed (PTFE solidu) ir-reżistenza hija relatata mal-ħxuna tal-ħajt u inversament proporzjonali għall-konduttività termali tal-materjal. Għal tubu kompost (azzar u inforra) ir-reżistenza tal-qoxra tal-azzar u l-inforra tal-fluworopolimeru huma miżjuda.

Valuri tal-konduttività termali tal-materjali
Il-konduttività termali ta 'PTFE solidu hija ta' madwar 0.25 W/(m·K) f'temperatura tal-kamra, baxxa -komparabbli mal-iżolatur termali.

L-azzar tal-karbonju għandu konduttività termali ta 'madwar 45-50 W/(mK), li hija madwar 200 darba aktar minn dik tal-PTFE.

Il-konduttività termali tal-inforri tal-fluworopolimeru (PTFE, PFA, FEP) hija wkoll baxxa, madwar 0.20-0.25 W / (m·K).

Id-differenza ewlenija mhix il-konduttività inerenti tal-plastik, iżda l-ħxuna li hija meħtieġa f'kull disinn.

Ħoxna-Tubu tal-PTFE Solidu bil-ħitan vs Tubu tal-Azzar miksi
Fluoropolimer-tubu tal-azzar miksi, plastik irqiq, metall konduttiv
Għal tubu ta 'l-azzar miksi l-qoxra ta' l-azzar hija konduttur eċċellenti u l-klassifikazzjoni tal-pressjoni strutturali hija meħuda totalment mill-qoxra ta 'l-azzar. Il-fluworopolimeru, ħafna drabi PTFE jew PFA, jeħtieġ biss li jkun kimikament reżistenti, għalhekk huwa applikat bħala kisja rqiqa, ġeneralment 0.5 sa 1.0 mm ħxuna. Il-ħxuna tal-ħajt tal-azzar hija ssettjata biex ikun fiha pressjoni (tipikament 2-5 mm), għalkemm il-konduttività għolja tal-azzar tikkontribwixxi relattivament ftit reżistenza termali.

Għal tubu miksi b'kisja PTFE ta '1.0 mm u ħajt ta' azzar ta '3.0 mm, ir-reżistenza termali ġenerali hija:

Reżistenza tal-kisi: 0.0010.25=0.004 m2K/W 0.250.001​=0.004 m2K/W

Reżistenza għall-azzar: 0.00345≈0.00007 m2K/W450.003​≈0.00007 m2K/W (negliġibbli)

Reżistenza totali: ~ 0.00407 m 2 K/W

Dan huwa madwar terz tar-reżistenza tat-tubu PTFE solidu ta '3 mm (0.012 m²K/W). Fil-prattika, il-konduttività termali tat-tubu ta 'l-azzar miksi bil-fluworopolimeru b'kuntrast ma' dik ta 'PTFE solidu turi li t-tubu miksi jagħti prestazzjoni ġenerali ħafna aħjar tat-trasferiment tas-sħana.

Huwa kompost intelliġenti: ġilda rqiqa ta 'plastik b'aġilità termali fuq skeletru tal-azzar b'saħħtu u konduttiv. It-tubu miksi jegħleb it-tubu tal-plastik oħxon u solidu fit-tellieqa termali.

Implikazzjonijiet prattiċi għad-disinn ta 'skambjaturi tas-sħana
Valur U-mtejjeb u tagħmir aktar kompatt
Ir-reżistenza termali ġenerali tat-tubu miksi hija tipikament 50-70% inqas minn dik ta 'tubu PTFE solidu ta' pressjoni ugwali. Għalhekk l-iskambjaturi tas-sħana magħmula b'tubi miksija jista 'jkollhom valur U globali akbar. dan huwa attivat:

Erja tal-wiċċ tat-trasferiment tas-sħana mnaqqsa għal kompitu simili

Disinji aktar kompatti ta 'skambjaturi

Ħinijiet ta' residenza tal-fluwidu iqsar li jistgħu jkunu utli għal flussi ta' proċess sensittivi għat-temperatura

Użi Tipiċi
Dan il-metodu huwa applikat b'mod wiesa 'għal pajpijiet ta' dijametru kbir (2 pulzieri u akbar) u kontenituri bħal reatturi infurrati, tankijiet tal-ħażna u skambjaturi tas-sħana tal-qoxra-u-tubi f'servizzi korrużivi ħafna bħal aċidu idrokloriku, aċidu sulfuriku sħun jew solventi klorinati aggressivi.

Konsiderazzjonijiet Tekniċi Kritiċi
Neħtieġu Bond Ħieles-Perfett u Null
L-inforra tal-fluworopolimeru għandha tikkonnettja perfettament u kompletament vojta-mas-substrat tal-azzar. Kwalunkwe vojt jew delamination jipprovdi saff ta 'l-arja ta' konduttività termali biss ~ 0.025 W/(m·K)-għaxar darbiet inqas minn PTFE. Gap ta 'l-arja huwa iżolatur termali fqir ħafna. Jippermetti wkoll li fluwidu tal-proċess korrużiv jidħol taħt il-kisi li jikkawża korrużjoni taħt il--linja. Il-korrużjoni moħbija tista 'tittaqqab malajr il-qoxra tal-azzar minn ġewwa mingħajr ebda evidenza esterna.

Riskji ta' separazzjoni tal-inforra jew pinholes
Il-kummerċ ewlieni-off tat-tubu miksi kontra l-PTFE solidu huwa l-potenzjal ta 'falliment mekkaniku tal-kisja. Jekk il-kisja debonds (lifts mill-azzar) jew tiżviluppa pinhole, il-fluwidu korrużiv jiġi f'kuntatt dirett mal-azzar. Anke pinhole jista 'jikkawża korrużjoni lokalizzata u falliment eventwali tat-tubu. Għalhekk, tubi miksija jeħtieġu kontroll strett tal-kwalità fil-manifattura--tipikament permezz ta 'ttestjar ta' spark jew skoperta ta 'vaganzi ta' vultaġġ għoli - u spezzjoni perjodika fis-servizz.

Proċessi ta' Manifattura
Applikati għall-kisi tal-fluworopolimeru hemm ħafna tekniki:

Kisi maħlul (mhux-magħqud) ta' interferenza

Twaħħil adeżiv jew sinterizzazzjoni (għall-PTFE).

Moulding bl-injezzjoni jew rotolining (fil-każ ta' PFA u FEP)

Għal trażmissjoni tas-sħana massima huma ppreferuti kisi magħqudin b'kuntatt sħiħ tal-wiċċ.

Konklużjoni: Żewġ Materjali Magħquda għal Prestazzjoni Termali Aħjar
Tubu tal-azzar miksi bil-fluworopolimeru huwa kompromess termali għaqlija, li juża s-saħħa strutturali tal-metall biex jippermetti kisja reżistenti għall-korrużjoni ħafna irqaq, u għalhekk aktar effiċjenti termalment. Il-plastik huwa konduttur fqir, iżda t-tnaqqis drastiku fil-ħxuna meħtieġa - minn diversi millimetri f'PTFE solidu għal inqas minn millimetru wieħed f'tubu miksi - aktar milli jikkumpensa għal dan. Il-kostruzzjoni li tirriżulta hija struttura komposta li għandha karatteristiċi ġenerali ogħla ta 'trasferiment tas-sħana minn tubu PTFE solidu b'ħitan-oħxon, filwaqt li tippreserva reżistenza kimika eċċellenti.

Ħafna drabi l-aħjar għażla ta 'trasferiment tas-sħana hija żwieġ ta' żewġ materjali differenti. Għal tubi ta 'l-azzar miksija bil-fluworopolimer-, il-kombinazzjoni tas-saħħa u l-konduttività ta' l-azzar ma 'l-inertezza kimika ta' PTFE tirriżulta f'komponent li huwa aħjar minn kwalunkwe materjal waħdu. Il-kompromess-off-debonding potenzjali jew riskji ta' pinhole-jiġi mmaniġġjat permezz ta' kwalità stretti tal-produzzjoni u spezzjoni ta' rutina. B'dawn is-salvagwardji, it-tubu miksi joffri soluzzjoni eleganti u termalment effiċjenti għal dmirijiet korrużivi ta 'tisħin jew tkessiħ.