اسٹریٹیفائیڈ چِلڈ واٹر اسٹوریج ٹینک: تھرمل اسٹریٹیفیکیشن اور انلیٹ-آؤٹ لیٹ جیومیٹری
سائنچ کی آج
اسٹریٹیفائیڈ چلڈ واٹر اسٹوریج ٹینک: تھرمل اسٹریٹیفیکیشن اور انلیٹ-آؤٹ لیٹ جیومیٹری
ایک سطح بند ٹھنڈے پانی کا ذخیرہ ٹینک تین حصوں میں تقسیم ہوتا ہے: ایک ٹھنڈا فرش جو ایک پھیلے ہوئے انٹرفیس کے نیچے ہے، اس کے اوپر ایک گرم چھت، اور درمیان میں ایک تھرموکلائن۔ تھرموکلائن واحد حصہ ہے جو کوئی مفید کام نہیں کر رہا، اور جیومیٹری کو اسے پتلا اور نوزلز سے دور رکھنا چاہیے۔ فرش کے قریب 0.5-1 میٹر فی سیکنڈ کی رفتار سے نیچے کی طرف داخلہ، شیل میں نچلی سطح پر ٹھنڈا آؤٹ لیٹ، چھت پر گرم واپسی، ہر داخلے کے قریب ایک سکون بخش بافل اور نوزلز کے درمیان مکمل فاصلہ ایسا انٹرفیس فراہم کرتا ہے جو جزوی چارجنگ اور طویل کھڑے ادوار میں بھی برقرار رہتا ہے۔
دو سہولت انجینئروں سے پوچھیں کہ ان کا اسٹوریج شیل حساب سے کم سردی کیوں فراہم کرتا ہے اور جوابات شاذ و نادر ہی مماثل ہوتے ہیں۔ ایک انلیٹ سے اٹھتے گرم پلم کا بیان کرتا ہے، دوسرا ایک ہفتے میں آہستہ آہستہ اوپر بڑھنے والے پھیلے ہوئے بینڈ کا۔ دونوں ایک ہی واقعے کو بیان کرتے ہیں: تھرموکلائن حرکت کر گیا، اور جیومیٹری نے اسے ایسا کرنے دیا۔
حجم کا حساب لگانا اور خریدنا آسان ہے؛ وہ جیومیٹری جو فیصلہ کرتی ہے کہ اس کا کتنا حصہ قابل استعمال ہے، پروسیس فلو ڈایاگرام کے بجائے شاپ ڈرائنگ پر ظاہر ہوتی ہے، اور یہ جواب کو دسیوں فیصد تک بدل دیتی ہے۔ انلیٹ کی اونچائی، ڈفیوزر کی قسم، نوزل کا فاصلہ، عمودی بافل اور اندرونی فنش سب اہم ہیں۔
اسٹریٹیفیکیشن کہاں سے آتی ہے
ٹھنڈا پانی گرم پانی سے بھاری ہوتا ہے، اس لیے نیچے سے بھرا جانے والا ٹینک تہوں میں رہتا ہے۔ اس ترتیب کو ایک سطح بند ٹھنڈے پانی کے ذخیرے کے ٹینک میں برقرار رکھنا توانائی کو اندر رکھنے کا معاملہ ہے۔
· تھرموکلائن دونوں حصوں میں پھیل جاتا ہے۔ اس کی موٹائی داخلے کے جیٹ کی رفتار اور کنڈکشن اور مکسنگ پر منحصر ہے جو شیل کے بھرے رہنے کے دوران ہوتی ہے، اور کھڑے رہنے کے وقت کے ساتھ آہستہ آہستہ بڑھتی ہے۔
· داخلے پر buoyancy کرنٹ دشمن ہے۔ فرش کے اوپر سے بہت زیادہ رفتار کے ساتھ داخل ہونے والا ٹھنڈا جیٹ نیچے گرتا ہے، اپنے اوپر کا گرم پانی ساتھ لے جاتا ہے اور انٹرفیس کو نیچے کھینچ لیتا ہے۔
· کھڑے رہنے کا نقصان کم لیکن حقیقی ہے۔ انسولیشن اسے کم رکھتی ہے، لیکن وہ نوزل جو گرم واپسی کو ٹھنڈی تہہ میں داخل کرتی ہے، انسولیشن کی کمی سے زیادہ نقصان پہنچاتی ہے۔
لہٰذا سطح بندی پانی کی نہیں، داخلے کی خصوصیت ہے۔
Inlet Geometry: Diffuser ہی Control Element ہے
Cold inlet اس pump سے زیادہ توجہ کا مستحق ہے جو اسے feed کرتا ہے۔
1. Cold water کو فرش کی طرف نیچے feed کریں، اور diffuser کو charge flow کے لیے size کریں۔ بنیاد پر نیچے کی طرف jet اس cold layer سے ملتا ہے جس سے اس کا تعلق ہے؛ charge window مختصر ہوتی ہے اور اس دوران pump پورے flow پر چلتا ہے، لہٰذا face area بدترین گھنٹے کے مطابق ہوتی ہے۔ Diffuser face پر inlet velocity کو 0.5-1 m/s کے اندر رکھیں۔
2. ڈفیوزر کو ٹینک کے فرش پر نصب کریں، نوزل پر نہیں۔ ایک ریڈیل کون، سوراخ دار رنگ یا جھکی ہوئی پلیٹ سب کام کرتی ہیں اگر وہ بغیر آزاد جیٹ کے سرد تہہ میں خارج ہوں۔
3. ڈفیوزر کو سرد آؤٹ لیٹ سے دور رکھیں۔ ایک ہی نوزل کا اشتراک کرنے کا مطلب ہے کہ ایک ہی وقت میں ٹھنڈا پانی اندر اور باہر جا رہا ہے، اور دیے گئے حجم کے لیے قابل ترسیل صلاحیت کم ہو جاتی ہے۔
ایک غلط جگہ پر لگایا گیا انلیٹ کنٹرول سسٹم کے ذریعے درست نہیں کیا جا سکتا۔ کنٹرولر ایک والو کھولتا اور بند کرتا ہے؛ یہ اس پلم کو واپس نہیں کر سکتا جو پہلے ہی شیل کے اوپری نصف حصے کو مکس کر چکا ہے۔
آؤٹ لیٹ جیومیٹری اور نوزل زون
آؤٹ لیٹ طے کرتا ہے کہ ہال کو کیا ملتا ہے، اور اس کی اونچائی فیصلہ کرتی ہے کہ ٹینک کب قابل فروخت سردی پیدا کرنا بند کرتا ہے۔
· دونوں سروں پر ذخائر چھوڑیں۔ فرش پر سرد پانی کی ایک پٹی تلچھٹ اور گرم بہاؤ کو پمپ سے دور رکھتی ہے؛ گرم چھت کے نیچے ایک پٹی واپسی کے درجہ حرارت پر ترسیل روک دیتی ہے۔
· چارج اور ڈسچارج نوزلز کو مکمل مفید گہرائی تک الگ کریں۔ زیادہ علیحدگی قابل استعمال بینڈ کو وسیع کرتی ہے اور اس لمحے کو مؤخر کرتی ہے جب سپلائی درجہ حرارت اپنی حدود سے باہر نکلتا ہے۔
· گرم واپسی چھت پر لے جائیں جہاں لوپ واپس آتا ہے۔ اوپر سے واپسی وصول کرنے والا ٹینک اس سے زیادہ آسان ہے جس میں واپسی ٹھنڈی تہہ میں ہوتی ہے۔
ایک متعین دباؤ کی حد کے اندر بھی وہی منطق لاگو ہوتی ہے، سوائے اس کے کہ نوزلز فلانجڈ ہوتے ہیں اور اندرونی جیومیٹری کو ایک چھوٹے آزاد رقبے کے ساتھ بندش سے گزرنا ضروری ہے، جس سے مضبوطی لے آؤٹ کی بحث کا حصہ بن جاتی ہے۔
بافلز اور اندرونی فٹنگز
بافلز مکسنگ کے خلاف سستی بیمہ ہیں، اور انہیں سائٹ کی مرمت کے بجائے ڈرائنگ پر ہونا چاہیے۔
· ڈسٹری بیوٹر پلیٹ جہاں فرش کا رقبہ بڑا ہو۔ ایک سوراخ دار یا ڈھلوان پلیٹ پوائنٹ انلیٹ کو تقسیم شدہ میں تبدیل کرتی ہے، تھوڑے دباؤ کے نقصان کی قیمت پر۔
· ایسا ڈھانچہ جو تہوں کو نہ جوڑے۔ سیڈلز، واک ویز اور سپورٹس کو ٹھنڈے فرش اور گرم چھت کے درمیان نہیں چلنا چاہیے، اور انہیں اس طرح لگایا جانا چاہیے کہ وہ استر میں خلل نہ ڈالیں۔
· کم سے کم اندرونی ابھار۔ ہر ممبر ایک سطح ہے جہاں باؤنڈری لیئر بڑھتی ہے اور جہاں کوٹنگ کی خرابی کا امکان زیادہ ہوتا ہے۔
Ra 0.8 µm سے کم ایک ہموار اندرونی سطح، جیسا کہ فیوزڈ انامیل پلیٹ پر فراہم کی جاتی ہے، ڈریگ کو کم رکھتی ہے اور فلم یا اسکیل کو ہٹانا آسان بناتی ہے، جو ایسے لوپ میں اہم ہے جس میں بائیو سائیڈ اور انحیبیٹر بھی ہوتے ہیں۔
سائٹ پر انٹرفیس کی تصدیق
کاغذ پر درست نظر آنے والی جیومیٹری کو پھر بھی ثابت کرنا ہوتا ہے، بشمول ایک اسٹریٹیفائیڈ چلڈ واٹر اسٹوریج ٹینک کے انٹرفیس کی۔
· انٹرفیس کی پوزیشن ریکارڈ کریں، اوسط درجہ حرارت نہیں۔ اوسط قابل قبول لگتا ہے جبکہ انٹرفیس آؤٹ لیٹ پر بیٹھا ہوتا ہے۔
· ڈیزائن فلو پر ڈسچارج چلائیں، کیونکہ نکاسی کی شرح آؤٹ لیٹ پر اینٹرینمنٹ کو تبدیل کرتی ہے اور اس وجہ سے تھرموکلائن کی شکل کو۔
· جزوی چارج کی جانچ کریں۔ آدھے تک بھرا اور چھوڑا گیا شیل ایک تنگ انٹرفیس برقرار رکھنا چاہیے؛ اگر یہ پھیل جائے تو انلیٹ مومینٹم یا کھڑے رہنے کی مدت قصوروار ہے۔
یہ ڈیٹا آپریشنل بیس لائن بن جاتا ہے اور اس بارے میں اختلافات کو طے کرتا ہے کہ مکسنگ لاس کا مالک کون ہے۔
تکنیکی تفصیلات
جیومیٹری آئٹم | عام انتخاب | وجہ |
ٹھنڈے پانی کے داخل ہونے کی جگہ | فرش کے قریب، نیچے کی طرف خارج ہوتا ہوا | ٹھنڈے جیٹ کو ٹھنڈی تہہ کے اندر رکھتا ہے |
ڈفیوزر کے چہرے پر داخل ہونے کی رفتار | 0.5-1 میٹر فی سیکنڈ | نیچے ڈوبتا ہوا جیٹ مکسنگ، اوپر گندگی |
ٹھنڈے پانی کے خارج ہونے کی جگہ | فرش سے تھوڑی اونچائی پر | سکشن کو قابل استعمال ٹھنڈے زون میں رکھتا ہے |
نوزل کی عمودی علیحدگی | مکمل مفید گہرائی کے قریب | قابل استعمال حجم کے بینڈ کو وسیع کرتا ہے |
نیچے کا ذخیرہ | حجم کا چند فیصد | پمپ کو تلچھٹ اور بہاؤ سے بچاتا ہے |
اوپر کا ذخیرہ | حجم کا چند فیصد | واپسی کے درجہ حرارت پر ترسیل روک دیتا ہے |
گرم واپسی کا کنکشن | چھت پر جہاں نصب ہو | ٹھنڈی تہہ کو براہ راست واپسی سے بچاتا ہے |
بافل کی قسم | داخلے کے قریب رنگ یا عمودی سٹلنگ وال | جیٹ کی بقایا رفتار جذب کرتا ہے |
اندرونی سطح کی تکمیل | ہموار، انامیل پلیٹ پر Ra 0.8 µm سے کم | حیاتیاتی افزائش کے بعد آسان صفائی |
آلات کاری | کئی گہرائیوں پر تھرموکوپل | انٹرفیس کی پوزیشن اور قابل استعمال حصے کو ثابت کرتا ہے |
پروجیکٹ کیس
پانی اور گندے پانی کے شعبے میں ہمارے فراہم کردہ حوالہ جاتی کام میں بڑے بولٹڈ شیلز شامل ہیں جو انہی معیارات پر کھڑے کیے گئے ہیں جن پر ڈیٹا سینٹر TES دائرہ کار انجینئر کیا گیا ہے، بشمول نیچے دیا گیا پروجیکٹ۔
پروجیکٹ کیس کا خلاصہ
پروجیکٹ | پروڈکٹ | صلاحیت | ابعاد | تکمیل |
چین (ژی جیانگ) - کیمیائی گندہ پانی (P-D) | 01 GFS بولٹڈ ٹینک | کل 11,613 m³ | φ24,450 × 19,800 mm کے علاوہ φ12,220 × 19,800 mm | مارچ 2024 |
ایک ہی جگہ پر واضح طور پر مختلف قطر کے دو خول، ایک دوسرے سے دوگنا، اس بات کی یاد دہانی ہے کہ تہہ بندی کا انحصار پیمانے پر ہوتا ہے۔ بڑے خول کا فرش رقبہ اتنا ہے کہ ایک واحد نوزل چارج بہاؤ پر اسے نہیں بھر سکتا، جو ایک تقسیم شدہ ڈفیوزر کی طرف اشارہ کرتا ہے؛ چھوٹے کو ایک نیچے کی طرف داخلی راستہ درکار ہے۔ منصوبہ رقبہ قطر کے مربع کے ساتھ تبدیل ہوتا ہے جبکہ حجم مکعب کے ساتھ تبدیل ہوتا ہے، لہذا ڈفیوزر کے چہرے کا رقبہ لکیری طور پر پیمانہ نہیں کرتا۔
سینٹر اینامل انجینئرنگ کی صلاحیت
سینٹر اینامل (شیجیاژوانگ ژینگژونگ ٹیکنالوجی کمپنی لمیٹڈ) نے 2008 سے بولٹڈ اسٹوریج ٹینک ڈیزائن اور تیار کیے ہیں۔ چین میں پہلی گلاس فیوزڈ ٹو اسٹیل (GFS) ٹینک بنانے والی کمپنی کے طور پر، کمپنی کے پاس تقریباً 200 اینامل سے متعلق پیٹنٹ ہیں، سالانہ تقریباً 300,000 اینامل لیپت اسٹیل پلیٹیں تیار کرتی ہے، 30,000 سے زیادہ نصب شدہ منصوبے مکمل کر چکی ہے اور 100 سے زیادہ ممالک کو اپنے ٹینک فراہم کرتی ہے۔ پیداواری صلاحیت بڑھانے کے لیے نیا 150,000 مربع میٹر پیداواری مرکز شامل کیا گیا، اور سنگل ٹینک 60,000 مکعب میٹر تک فراہم کیے جاتے ہیں۔ مینوفیکچرنگ ISO 9001 اور ISO 45001 کے تحت چلتی ہے، مصنوعات کی سرٹیفیکیشن میں NSF/ANSI 61، WRAS، FDA، LFGB، CE (EN 1090)، ISO 28765، FM، BSCI اور EUROCODE شامل ہیں، اور ڈیزائن AWWA D103-09، AWWA C550 اور NFPA کے حوالے سے تیار کیا جاتا ہے جہاں اطلاق کا تقاضا ہو۔
اندرونی تکمیل اور تہہ بندی کی جیومیٹری
· اینامل ایک انتہائی ہموار، کیمیائی طور پر غیر فعال اندرونی سطح فراہم کرتا ہے، اور ہموار دیوار داخلی راستے پر مقامی ہنگامہ خیزی کو کم کرتی ہے جو بصورت دیگر تھرموکلائن کو ختم کر دیتی۔
· داخلی ڈفیوزر، کم داخلے کی رفتار، بافلز اور تھرموکلائن کے اوپر سرد نکاسی کی بلندی کی عمودی علیحدگی چار جیومیٹرک کنٹرولز ہیں جو تہہ بندی کے معیار کا فیصلہ کرتے ہیں؛ ٹینک کی اندرونی تکمیل ان کی معاونت کرتی ہے۔
· ہماری ڈیلیوری ریکارڈ میں ہموار دیوار والے بڑے قطر کے ٹینک شامل ہیں: ژجیانگ کیمیائی گندے پانی کے جوڑے φ24.45 m × 19.8 m کے ساتھ φ12.22 m × 19.8 m، 11,613 m³، 2024-03۔
اکثر پوچھے جانے والے سوالات
سوال 1: کیا بڑا ٹینک ہمیشہ تہہ بندی کو مشکل بناتا ہے؟
جواب 1: یہ داخلی تقسیم کو مشکل بناتا ہے۔ حجم مکعب کے ساتھ بڑھتا ہے جبکہ فرش کا رقبہ مربع کے ساتھ بڑھتا ہے، لہٰذا ٹینک بڑھنے کے ساتھ فی مربع میٹر فرش بہاؤ بڑھتا ہے اور ڈفیوزر کو اسی چارج رفتار پر زیادہ رقبہ کور کرنا پڑتا ہے۔
سوال 2: گرم واپسی اوپر سے داخل ہونی چاہیے یا نیچے سے؟
جواب 2: اوپر سے، گرم تہہ میں۔ گرم پانی کو سرد زون میں واپس کرنا فوری طور پر قابل استعمال صلاحیت کو تباہ کر دیتا ہے؛ اسے چھت پر واپس کرنے سے کشش ثقل اگلی چارج پر اسے دوبارہ الگ کر لیتی ہے۔
سوال 3: تھرموکلائن سرد آؤٹ لیٹ کے کتنا قریب آ سکتی ہے؟
جواب 3: ڈیزائن ڈسچارج کے دوران اسے کبھی وہاں نہیں پہنچنا چاہیے۔ نیچے کا ذخیرہ اسی لیے ہے: آؤٹ لیٹ کے نیچے سرد پانی رکھنے کا مطلب ہے کہ انٹرفیس کو ذخیرے میں آگے بڑھنا ہوگا اس سے پہلے کہ سپلائی درجہ حرارت اپنے بینڈ سے نکل جائے۔
سوال 4: کیا مجھے چھوٹے شیل میں بافلز کی ضرورت ہے؟
A4: اکثر نہیں۔ ایک معمولی ٹینک میں نیچے کی طرف ایک ہی inlet اچھی طرح stratify کرتا ہے بغیر کسی مدد کے؛ ایک ring baffle اپنی جگہ بناتا ہے جب inlet velocity 0.5-1 m/s کی حد کے اوپری حصے کے قریب پہنچ جائے۔
Q5: کیا ایسے ٹینک کو pressurized کیا جا سکتا ہے؟
A5: یہ ہو سکتا ہے، اور pressure boundary کے اندر بھی layer discipline کا وہی اصول لاگو ہوتا ہے۔ Nozzles flanged ہوتے ہیں، openings reinforcing-checked ہوتے ہیں اور diffuser کو closure سے گزرنا ہوتا ہے، لہٰذا geometry ڈیزائن میں پہلے ہی طے ہو جاتی ہے۔
Q6: کون سی پیمائش ثابت کرتی ہے کہ geometry صحیح طور پر بنائی گئی تھی؟
A6: ایک مکمل چکر کے دوران ریکارڈ کیا گیا گہرائی کے لحاظ سے درجہ بند تھرموکوپل پروفائل، جو دکھاتا ہے کہ انٹرفیس کہاں واقع ہے، یہ کتنا موٹا ہوتا ہے اور کس مقام پر سپلائی کا درجہ حرارت مقررہ حد سے باہر نکل جاتا ہے۔
جیومیٹری فیصلہ کرتی ہے کہ ایک سطحی طور پر تقسیم شدہ ٹھنڈے پانی کا ذخیرہ ٹینک کیا واپس دیتا ہے۔ فرش کے قریب نیچے کی طرف داخلہ، گرم چھت سے الگ فرش کی سطح پر ٹھنڈا اخراج، دونوں سروں پر ذخائر اور ایک سکون بخش بافل تھرموکلائن کو درمیانی خول میں برقرار رکھیں گے۔ استر، موصلیت اور آلات اس ترتیب کی معاونت کرتے ہیں۔
ایک انجینئر سے بات کریں
ہمیں ٹینک کا قطر اور سیدھی اونچائی، چارج اور ڈسچارج کے بہاؤ، سپلائی اور واپسی کے درجہ حرارت اور چارج ونڈو بتائیں۔ ہم آپ کے ساتھ داخلہ اور اخراج کی جیومیٹری کا جائزہ لیں گے: چارج کی رفتار پر ڈفیوزر کے چہرے کا رقبہ، نوزل کی اونچائیاں اور علیحدگی، ریزرو بینڈز، بافل کی ترتیب اور انٹرفیس کو ثابت کرنے کے لیے درکار تھرموکوپل شیڈول، نیز شیل کوٹنگ کے لیے ڈرائنگ نوٹس شیٹ۔ اپنے پلانٹ کا P اور ID شامل کریں تاکہ نوزل شیڈول کی جانچ کی جا سکے۔
واٹس ایپ