Kaip apskaičiuoti reikiamą PTFE šildytuvų skaičių dideliam stačiakampiui dengimo bakui?

Dažnai didelėje dengimo talpykloje yra vienas didžiulis panardinamasis PTFE šildytuvas, dėl kurio susidaro netolygi šiluminė aplinka. Elementas intensyviai šildo baką, sukurdamas uždarą karštą zoną, o tolimiausi bako kampai yra vėsesni ir prastai cirkuliuoja. Rezultatas yra netolygi dengimo kokybė, netolygus cheminis aktyvumas ir vangus terminis regeneravimas. Daug geresnė strategija yra padalyti visą šildymo apkrovą keliuose mažesniuose PTFE šildytuvuose, strategiškai išdėstytuose visame rezervuare, kad būtų sukurtas šiluminis „erdvinis garsas“, kuris visą proceso tūrį apgaubia stabilia, vienoda šiluma.

Karštis turėtų sklisti kaip šiltas potvynis, ateinantis iš visų pusių. Norite plačios cirkuliacijos modelių, o ne vienos agresyvios šilumos kolonėlės.

Kodėl sunku tolygiai šildyti didelius stačiakampius bakus
Didelių dengimo bakų architektūra natūraliai suteikia atsparumą vienodam temperatūros pasiskirstymui.

Yra keletas priežasčių, kodėl tai yra iššūkis:

Didelis{0}}skysčių judėjimas

Kampai su bloga cirkuliacija

Stratifikacijos poveikis

Šilumos praradimas per didelius atvirus paviršius

Lentynos ir darbo daiktų kliūtys

Netolygiai susijaudinę procesai

Kai šiluma koncentruojama vienoje vietoje, šildytuvo sukurtas šilumos srautas gali nepasiekti iki galo tolimųjų bako galų.

Tai lemia:

Šalti kampai

Vietinis šilumos padidėjimas-

Nehomogeninio tirpalo chemija

Ne{0}}vienodas dengimo nusodinimas

Prastas šildymo{0}}našumas

Taigi projektavimo sunkumai neapsiriboja vien visų vatų sumavimu. Tikroji šildytuvų vieta ir skaičius yra vienodai svarbūs.

Bendro šildymo poreikio apskaičiavimas
Norint apskaičiuoti PTFE šildytuvų, reikalingų didelių stačiakampių rezervuarų sistemoms, skaičių, pirmiausia reikia apskaičiuoti bendrą šilumos poreikį.

Paprastai tai susideda iš dviejų pagrindinių dalių:

Įkrovimas įkaitimui{0}}didinti
Energija, reikalinga proceso tirpalui pašildyti nuo pradinės temperatūros iki darbinės temperatūros per leistiną laikotarpį.

Pagrindiniai kintamieji yra:

Bako talpa

Tirpalo tankis:

Specifinė šilumos talpa

Reikalingas temperatūros padidėjimas

Reikėjo laiko sušilti

Apkrovos priežiūra
Energija, reikalinga bako darbinei temperatūrai palaikyti po to, kai jis pasiekia pastovią{0}}būseną.

Priežiūros nuostoliai gali atsirasti dėl:

rezervuaro sienos.

Paviršinio vandens praradimas

Vėdinimo sistema

Darbo krūvių procesas

Šilumos nuostoliai į aplinką

Kai žinomas bendras galios poreikis, šildymo apkrovą galima sumaniai paskirstyti tarp kelių šildytuvų.

Kodėl mažesni šildytuvai yra efektyvesni
Keli mažesni PTFE panardinami šildytuvai suteikia didelę šiluminę naudą, palyginti su vienu dideliu šildytuvu.

Pagerintas temperatūros pasiskirstymas
Kiekvienas šildytuvas gamina savo kylantį šilumos srautą.

Tinkamai išdėstytos, šios plunksnos persidengia ir sąveikauja, kad sukurtų:

Tolygiau plinta

Maišymas pagerino šilumą

Sumažėjusi stratifikacija.

Šaltos zonos pašalinimas

Visoje talpykloje vietoj didelio karšto centro yra platus vidutinis šilumos cirkuliacijos modelis.

Vietinis perkaitimo mažinimas
Dideli pavieniai šildytuvai dažnai sukuria aukštą tirpalo temperatūrą aplink elemento paviršių.

Mažesni šildytuvai tolygiau išsklaido šilumą, sumažindami vietinį šiluminį įtampą iki:

Apdoroti chemines medžiagas

Cisternų įdėklai

Ruošiniai

Priedų chemija

Operacinė atsarginė kopija
Keli šildytuvai taip pat padidina sistemos patikimumą.

Jei neveikia vienas šildytuvas:

Kiti likę šildytuvai veikia

Eksploatavimas žemesnėje temperatūroje gali būti tęsiamas trumpą laiką

Avarinio išjungimo vengimas

Paprastesnis pakeitimo grafiko planavimas

Šis perteklius ypač naudingas nuolatinės gamybos aplinkoje.

Šildytuvų skaičiaus apskaičiavimas
Kiek šildytuvų reikės, daugiausia lemia bako dydis ir turinio cirkuliacija.

Nykščio tarpų taisyklė
Pagal apytikslę taisyklę, vieną šildytuvą galite įdėti maždaug kas:

1,5-2,5 m išilgai ilgų rezervuaro sienelių

Tikslus tarpas priklausys nuo kintamųjų, tokių kaip:

Bako aukštis

Tirpalo klampumas

Susijaudinimo laipsnis

Vatų tankio šildytuvas

Proceso temperatūros

Bako forma

Ilgesniems rezervuarams reikia daugiau pasklidusių šildymo vietų, kad būtų sumažintos negyvos zonos.

Šiluminių pliūpsnių sąveikos supratimas
Kiekvienas PTFE šildytuvas sukuria natūralią konvekcinę srovę, kurioje šildomas skystis teka aukštyn nuo apvalkalo paviršiaus.

Vatų tankio poveikis
Šiluminio srauto elgsena labai priklauso nuo šildytuvo vatų tankio.

Vatų tankis didėja:

Greitesnis srautas aukštyn

Energingesnė lokalizuota konvekcija

Galingesni šilumos pliūpsniai

Mažesnis vatų tankis lemia:

Minkštesnis srautas.

Tolygesnis šilumos paskirstymas

Mažiau lokalizuota turbulencija

Idėja yra ne maišyti smarkiai, o sklandžiai persidengiančius cirkuliacijos modelius per visą bako tūrį.

Siūlomi šildytuvo vietos modeliai
Šildytuvo išdėstymo geometrija turi didelę įtaką šiluminėms savybėms.

Nemontuokite vienos sienos
Dažnai visi šildytuvai montuojami vienoje bako pusėje:

Šaltos zonos priešingose ​​sienose

Prasta kryžminio bako cirkuliacija

Ne{0}}vienoda proceso temperatūra

Net jei bendra galia yra pakankama, tolimoji bako pusė gali būti termiškai negyva.

Naudokite anti{0}}sieninį paskirstymą
Geresnis būdas yra išdėstyti šildytuvus ant priešingų ilgų sienų.

Toks išdėstymas skatina:

Kryžminis-srautas

Konvekcinės srovės sąveikauja

Tolygus šilumos paskirstymas

Lėtėjimas atsiliekančiuose regionuose

Dėl cirkuliacijos modelio šiluma tolygiau paskirstoma visame rezervuare.

Žvelgiant į bako geometriją ir proceso išdėstymą
Tinkama šildytuvo konfigūracija taip pat turi būti atsižvelgta į fizines dengimo proceso realijas.

Stovo ir ruošinio kliūtis
Natūralią cirkuliaciją gali sutrikdyti didelių dalių stelažai arba tankiai apkrauta gamybos įranga.

Jei įmanoma, šildytuvą reikėtų vengti blokuojamose vietose.

Siurbimo ir maišymo poveikis
Mechaninis maišymas ir tirpalo recirkuliacija daro didelę įtaką šilumos srauto modeliams.

Energingai maišomuose rezervuaruose gali būti tinkamas didesnis šildytuvo atstumas, nes priverstinis maišymas padeda išlyginti temperatūrą.

Kampinė geometrija
Rezervuaro posūkiai natūraliai sukuria mažo srauto sritis.

Daugiau dėmesio reikėtų skirti mechanizmams, kuriais ten patenka šilumos cirkuliacija.

Kodėl diegimo tarpas yra svarbus
Tinkamas atstumas yra daugiau nei šiluminė problema.

Taip pat turi būti išlaikytas tinkamas tarpas:

Šildytuvo montavimas

Valymas aptarnavimo metu

Prieiga valyti

Dumblo šalinimas

Cisternų patikrinimai

Šildytuvus pastatydami per arti vienas kito gali pasunkėti techninė priežiūra ir ilgainiui pablogėti jų priežiūra.

PTFE šildytuvai turi būti prieinami neišardant aplinkinės įrangos.

Tipinio dizaino pavyzdys
Apsvarstykite didžiulį stačiakampį dengimo baką, kuris turi būti:

Bendras šildymo poreikis 36kW

Bako ilgis: 8 metrai

Bako plotis: 2 metrai

Vietoj vieno 36 kw šildytuvo apkrovą galima būtų skirstyti į:

6 × 6 kW šildytuvai PTFE

Tada šildytuvai gali būti paskirstyti priešingose ​​bako sienelėse maždaug 1,5 metro intervalais.

Tai sudarytų tokią tvarką:

Paskirstyti šiluminiai stulpeliai

Geresnė apyvartos aprėptis

Mažesni terminiai gradientai

atleidimas iš darbo, padidėjo

Bendra galia yra tokia pati, tačiau paprastai gaunamas geresnis rezultatas nei tik vienas centrinio šildymo šaltinis.

Įprastų projektavimo klaidų pašalinimas
Yra keletas bendrų klaidų, kurios pablogina šildymo efektyvumą didelėse dengimo talpose.

Vienviečiai, dideli šildytuvai
Šiluma yra koncentruota, dėl to blogas homogeniškumas ir per didelė vietinė temperatūra.

Neteisingas sienų išdėstymas
Didelės negyvos zonos visoje bake paliekamos vienpusiais{0}}išdėstymais.

Prieiga prie priežiūros ignoruojama
Per arti vienas kito įrengti šildytuvai gali būti nesaugiai prižiūrimi.

Per didelis galios tankis
Didelė apvalkalo apkrova gali pakenkti chemijai ir sutrumpinti šildytuvo tarnavimo laiką.

Kruopštus šildytuvų paskirstymas pašalina daugelį šių problemų vienu metu.

Santrauka
Efektyvus didelio stačiakampio dengimo bako šildymas yra daugiau nei paprasčiausias didžiausio panardinamojo šildytuvo įdėjimas. Bendra šilumos apkrova yra padalinta į kelis mažesnius PTFE šildytuvus, išdėstytus taip, kad būtų užtikrintas tikras šiluminis vienodumas, todėl proceso tūryje plačiai persidengia cirkuliacijos modeliai.

Esant didesniems projektavimo sunkumams pasirenkant tinkamą PTFE šildytuvų, reikalingų didelėms stačiakampių talpų sistemoms, skaičių, šildytuvų atstumas, sienų išdėstymas, srovių sąveika ir aptarnavimo prieinamumas yra labai svarbūs norint pasiekti pastovią proceso temperatūrą ir išvengti šaltų dėmių.

Tolygiausios temperatūros bakas paprastai nėra didžiausias šildytuvas. Paprastai tai yra tas, kuriame yra protingiausias, labiausiai subalansuotas išsklaidytų šilumos šaltinių mišinys.