Sut Mae Dargludedd Thermol Fflworopolymer-Tiwb Dur wedi'i Leinio yn Cymharu â PTFE Solid?

Mae tiwbiau PTFE solet yn gallu gwrthsefyll cemegol ond yn fecanyddol wan. Mae angen wal drwchus i allu cael sgôr pwysau rhesymol. Mae'r trwch hwn yn golygu ymwrthedd thermol mawr. Opsiwn da yw tiwb dur gyda haen fach o fflworopolymer sy'n gwrthsefyll cemegol y tu mewn. Mae gan y strwythur cyfansawdd hwn gryfder metel a gwrthiant cyrydiad y plastig. O safbwynt thermol, mae'r leinin plastig tenau yn rhwystr sylweddol llai na wal drwchus tiwb PTFE solet, a gall perfformiad trosglwyddo gwres cyffredinol y tiwb wedi'i leinio fod yn syndod o well. Yn y papur hwn, rydym yn adolygu'r gymhariaeth rhwng dargludedd thermol tiwb dur wedi'i leinio â fflworopolymer a PTFE solet mewn cymwysiadau trosglwyddo gwres go iawn.

Beth yw Ymwrthedd Thermol mewn Systemau Tiwbwl
Cysyniad Cyffredinol ar gyfer Ymwrthedd Thermol
Cyfanswm y gwrthiant i dramwyfa gwres trwy wal tiwb yw cyfanswm gwrthiant y gwahanol haenau. Ar gyfer tiwb haen sengl (PTFE solet) mae'r gwrthiant yn gysylltiedig â thrwch y wal ac mewn cyfrannedd gwrthdro â dargludedd thermol y deunydd. Ar gyfer tiwb cyfansawdd (dur a leinin) ychwanegir gwrthiant y gragen ddur a'r leinin fflworopolymer.

Gwerthoedd dargludedd thermol y deunyddiau
Mae dargludedd thermol PTFE solet tua 0.25 W/(m·K) ar dymheredd ystafell, yn isel- yn debyg i ynysydd thermol.

Mae gan ddur carbon ddargludedd thermol o tua 45-50 W / (mK), sydd tua 200 gwaith yn fwy na PTFE.

Mae dargludedd thermol leinin fflworopolymer (PTFE, PFA, FEP) hefyd yn isel, tua 0.20-0.25 W/(m·K).

Nid y prif wahaniaeth yw dargludedd cynhenid ​​y plastig, ond y trwch sy'n angenrheidiol ym mhob dyluniad.

Tiwb PTFE solet trwchus o'i gymharu â thiwb dur wedi'i leinio
Tiwb dur wedi'i leinio â fflworopolymer, plastig tenau, metel dargludol
Ar gyfer tiwb dur wedi'i leinio, mae'r gragen ddur yn ddargludydd rhagorol ac mae'r gragen ddur yn cymryd y raddfa pwysedd strwythurol yn gyfan gwbl. Mae angen i'r fflworopolymer, sy'n aml yn PTFE neu PFA, allu gwrthsefyll cemegol yn unig, felly fe'i cymhwysir fel cotio tenau, fel arfer 0.5 i 1.0 mm o drwch. Disgwylir i drwch y wal ddur gynnwys pwysau (2-5 mm fel arfer), er bod dargludedd uchel dur yn cyfrannu ychydig iawn o wrthwynebiad thermol.

Ar gyfer tiwb wedi'i leinio â leinin PTFE 1.0 mm a wal 3.0 mm o ddur, y gwrthiant thermol cyffredinol yw:

Gwrthiant leinin: 0.0010.25=0.004 m2K/W 0.250.001​=0.004 m2K/W

Gwrthiant dur: 0.00345≈0.00007 m2K/W450.003 ≈0.00007 m2K/W (dibwys)

Cyfanswm ymwrthedd: ~0.00407 m 2 K/W

Mae hyn tua thraean o wrthiant y tiwb PTFE solet 3 mm (0.012 m²K/W). Yn ymarferol, mae dargludedd thermol y tiwb dur wedi'i leinio â fflworopolymer yn wahanol i PTFE solet yn dangos bod y tiwb wedi'i leinio yn rhoi perfformiad trosglwyddo gwres cyffredinol llawer gwell.

Mae'n gyfansawdd smart: croen tenau o blastig ystwyth thermol ar ben sgerbwd dur cadarn, dargludol. Mae'r tiwb wedi'i leinio yn curo'r tiwb plastig trwchus, solet yn y ras thermol.

Goblygiadau ymarferol ar gyfer dylunio cyfnewidwyr gwres
Gwerth U{0}}gwell a chyfarpar mwy cryno
Mae gwrthiant thermol cyffredinol y tiwb wedi'i leinio yn nodweddiadol 50- 70% yn is na thiwb PTFE solet â sgôr pwysedd cyfartal. Felly gall cyfnewidwyr gwres a wneir â thiwbiau wedi'u leinio gael gwerth U cyffredinol uwch. mae hyn wedi'i alluogi:

Llai o arwynebedd arwyneb trosglwyddo gwres ar gyfer tasg debyg

Dyluniadau mwy cryno o gyfnewidwyr

Amseroedd preswylio hylif byrrach a all fod yn ddefnyddiol ar gyfer ffrydiau prosesau sy'n sensitif i dymheredd

Defnyddiau Nodweddiadol
Mae'r dull hwn yn cael ei gymhwyso'n helaeth i biblinellau diamedr mawr (2 fodfedd a mwy) a chynwysyddion fel adweithyddion wedi'u leinio, tanciau storio a chyfnewidwyr gwres cragen a-mewn gwasanaethau cyrydol difrifol fel asid hydroclorig, asid sylffwrig poeth neu doddyddion clorinedig ymosodol.

Ystyriaethau Technegol Hanfodol
Mae Angen Bond Rhad ac Am Ddim Perffaith, Gwag-Ni
Rhaid i'r leinin fflworopolymer gysylltu'n berffaith ac yn hollol ddi-rym-yn rhydd â'r swbstrad dur. Mae unrhyw fwlch neu ddadlaminiad yn darparu haen aer o ddargludedd thermol dim ond ~0.025 W/(m·K)-deg gwaith yn is na PTFE. Mae bwlch aer yn ynysydd thermol gwael iawn. Mae hefyd yn caniatáu i hylif prosesau cyrydol fynd o dan y leinin gan achosi cyrydiad o dan-linell. Gall y cyrydiad cudd dyllu'r gragen ddur o'r tu mewn yn gyflym heb unrhyw dystiolaeth allanol.

Risgiau o wahanu leinin neu dyllau pin
Prif fasnachu-y tiwb wedi'i leinio o'i gymharu â'r PTFE solet yw'r posibilrwydd y bydd y leinin yn methu'n fecanyddol. Os yw'r leinin yn dadbondio (codi o'r dur) neu'n datblygu twll pin, mae'r hylif cyrydol yn dod i gysylltiad uniongyrchol â'r dur. Gall hyd yn oed twll pin achosi cyrydiad lleol a methiant tiwb yn y pen draw. Felly, mae angen rheoli ansawdd llym ar diwbiau wedi'u leinio--yn nodweddiadol drwy brofion gwreichionen neu ganfod foltedd uchel yn ystod y gwyliau--ac archwiliad cyfnodol mewn gwasanaeth.

Prosesau Gweithgynhyrchu
Mae llawer o dechnegau wedi'u cymhwyso i leinin fflworopolymer:

Ffit ymyrraeth leinin rhydd (heb ei-bondio).

Bondio gludiog neu sinter (ar gyfer PTFE).

Mowldio chwistrellu neu rotolinio (yn achos PFA a FEP)

Ar gyfer trosglwyddo gwres mwyaf ffefrir leinin bondio gyda chyswllt arwyneb llawn.

Casgliad: Dau Ddeunydd wedi'u Cyfuno ar gyfer Gwell Perfformiad Thermol
Mae tiwb dur wedi'i leinio â fflworopolymer yn gyfaddawd thermol clyfar, gan ddefnyddio cryfder adeileddol y metel i ganiatáu cotio sy'n gallu gwrthsefyll cyrydiad yn llawer teneuach, ac felly'n fwy effeithlon yn thermol-. Mae'r plastig yn ddargludydd gwael, ond mae'r gostyngiad syfrdanol yn y trwch sydd ei angen - o sawl milimetr mewn PTFE solet i lai nag un milimedr mewn tiwb wedi'i leinio - yn fwy na gwneud iawn am hynny. Mae'r adeiladwaith canlyniadol yn strwythur cyfansawdd sydd â nodweddion trosglwyddo gwres cyffredinol uwch na thiwb PTFE solet â waliau trwchus, tra'n cadw ymwrthedd cemegol rhagorol.

Yn aml, yr opsiwn trosglwyddo gwres gorau posibl yw priodas o ddau ddeunydd annhebyg. Ar gyfer tiwbiau dur wedi'u leinio â fflworopolymer, mae'r cyfuniad o gryfder a dargludedd y dur ag anadweithedd cemegol PTFE yn arwain at gydran sy'n well na'r naill ddeunydd neu'r llall yn unig. Ymdrinnir â'r fasnachu-risgiau dadbondio neu dwll pin-drwy ansawdd cynhyrchu llym ac archwiliadau arferol. Gyda'r mesurau diogelu hyn, mae'r tiwb wedi'i leinio yn cynnig ateb cain, thermol effeithlon i ddyletswyddau gwresogi neu oeri cyrydol.