Hlutverk vökvavirkni í áreiðanleika röra
Sérhver ketilrör byggir á samfelldri filmu af vatni eða gufu-vatnsblöndu til að flytja hita frá málmnum. Ef filman brotnar niður hækkar málmhiti verulega og rörið bilar innan nokkurra mínútna. Fluid dynamics setur því rekstrarhlífina sem ASTM A192, A210 eða A213 rör getur skilað hönnunarlífi sínu og það er ástæðan fyrir því að tveir katlar byggðir úr eins röraefni geta sýnt mjög mismunandi bilanasögu.
Tvö-áfangaflæðiskerfi og DNB
Þegar vatn er hitað meðfram röri fer flæðið í gegnum freyðandi, slug, churn og hringlaga kerfi. Hver stjórn flytur hita á annan hátt og skiptingin á milli þeirra ákvarðar hvar veggurinn er heitastur. Mikilvæga ástandið er brotthvarf frá kjarnasuðu, þar sem ekki er lengur hægt að viðhalda vökvafilmunni við vegginn og staðbundinn þurr blettur myndast. Hönnun krefst því nægilegs massaflæðis á hverjum stað í hringrásinni, sérstaklega við inntak rörsins og í upphafi hæsta hitaflæðissvæðisins, þannig að staðbundið ástand haldist vel innan öryggissvæðisins.
Óstöðugleiki flæðis er annað áhyggjuefnið. Mismunandi fasahraða milli gufu og vatns skapar þrýstingssveiflur sem geta þróast í vatnshamri við umskipti í flæðiskerfi og samhliða rörrásir geta sveiflast hver á móti annarri. Op við slönguinntök, vandað haushönnun og stöðug þrýstingsstýring eru venjulegar mótvægisaðgerðir.
Takmörk fyrir hraða, set og veðrun
Hraði er málamiðlun milli tveggja andstæðra vandamála:
Of lágur hraði gerir svifefnum kleift að setjast og mynda útfellingar sem stuðla að undir-útfellingu tæringu og staðbundinni ofhitnun. Algeng hönnunaraðferð heldur vatnshraða á bilinu 1 til 3 m/s, allt eftir kornastærð og þéttleika svifefna.
Of mikill hraði fjarlægir hlífðaroxíðfilmuna og flýtir fyrir flæði-hröðun á tæringu og veðrun, sérstaklega aftan við festingar og við rörinntök. Gildi yfir u.þ.b. 4 m/s á viðkomandi svæði eru venjulega forðast í kolefnisstálrásum.
Massaflæði, ekki hraði einn, er hönnunarbreytan sem notuð er fyrir upphitaða svæðið, vegna þess að þéttleiki gufu-vatnsblöndunnar breytist stöðugt meðfram rörinu. Hönnunin verður að tryggja nægilegt massaflæði til að kæla vegginn við hámarks hitaflæðisástand á meðan tveggja-þrýstifalli er haldið innan getu hringrásarkerfisins.
Dreifingarhlutfall og hringrásarskipulag
Náttúruleg hringrásarkatlar eru háðir þéttleikamuninum á vatninu í niðurrennslum og gufu-vatnsblöndunni í stigrörunum. Hringrásarhlutfallið, massi blöndunnar sem er dreift á hverja massaeiningu gufu sem myndast, verður að vera nógu hátt til að halda rörveggjunum blautum og til að takmarka gufugæði við úttak rörsins. Þvinguð hringrásarkerfi nota dælur til að tryggja flæði við ræsingu, lítið-álag og breytingar á álagi, þegar náttúruleg blóðrás er veikust.
Skipulag skiptir ekki síður máli og útreikningurinn. Stærð niðurfalls og risar, staða slöngubakkans miðað við ofninn, dreifing varmaflæðis yfir gasrásina og leiðing tengihausanna hafa allt áhrif á hversu jafnt flæði er deilt milli samhliða röra.
Auka hitaflutning inni í slöngum
Innri ókyrrðarstuðull eins og snúin límbandsinnstungur og riflaga eða innri rifbein slöngur hækka varmaflutningsstuðulinn umtalsvert við tiltekið massaflæði, sem bætir veggkælingu á háhitaflæðissvæðum og dregur úr hættu á brotthvarfi frá kjarnasuðu. Viðskiptin-eru hærra þrýstingsfall og meiri tilhneiging til að safna útfellingum, þannig að innskotum er venjulega beitt sértækt í þeim hluta sem er mest hlaðinn frekar en í gegnum alla hringrásina.
Algengar spurningar
Sp.: Af hverju er massaflæði gagnlegra en hraði fyrir hönnun ketilröra?
Vegna þess að þéttleiki gufu-vatnsblöndunnar breytist meðfram rörinu. Massaflæði helst stöðugt á meðan hraðinn eykst þegar gufa myndast, þannig að kælingargeta er metin á massaflæði á hverjum stað í hringrásinni.
Sp.: Hvað gerist ef hraðinn inni í ketilröri er of lítill?
Agnir setjast og mynda útfellingar á rörkrónu, sem einangrar vegginn, hækkar staðbundið málmhitastig og skapar staði fyrir undir-tæringu.
Sp.: Hvað veldur vatnshamri í ketilsrásum?
Hraðar breytingar á rennsliskerfi eða rennslishraða sem gerir vatnssnilum kleift að ferðast á miklum hraða inn í festingar og hausa. Stöðugt eftirlit með skothraða og stigi, auk rétts lagnaskipulags, kemur í veg fyrir það.
Sp.: Bæta rörinnlegg alltaf áreiðanleika ketilsins?
Þeir bæta varmaflutning og veggkælingu þar sem varmaflæði er hæst, en þeir auka þrýstingsfall og geta lokað útfellingum. Þeim er því beitt með vali, ekki um allan rörbakkann.
Sp.: Hvernig hafa kröfur um vökvakraft áhrif á rörforskriftina?
Þeir ákvarða veggþykkt með hönnunarútreikningi ASME BPVC hluta I og þeir ákveða hvaða gráðu er þörf, þar sem meiri massaflæði og betri veggkæling getur haldið kolefnisstálröri innan leyfilegs hitastigs í stað þess að krefjast málmblendis.
