Ķīmiskajai rūpnīcai vajadzēja 12 kW sildīšanas jaudas 3000 litru skābes vannai. Vannas ķīmijai un temperatūrai bija nepieciešams vatu blīvums, kas nav lielāks par 0,9 W/cm², lai uzturētu apvalka temperatūru drošās robežās. Rūpnīcas apkopes vadītājs apšaubīja, vai PTFE iegremdējamais sildītājs var nodrošināt 12 kW ar šādu vatu blīvumu, ja tas nav pārāk liels, lai ietilptu tvertnē.
Atbilde ir jā, taču tai ir nepieciešama dizaina pieeja, kas atšķiras no standarta sildītāja izvēles. Zems vatu blīvums un liela kilovatu jauda nav pretrunā,{1}}tiem vienkārši nepieciešams lielāks virsmas laukums. Izaicinājums ir šī virsmas laukuma iekļaušana pieejamajā tvertnes telpā.
Virsmas platības prasība
Attiecība starp jaudu, virsmas laukumu un vatu blīvumu ir vienkārša: A=P/WD. 12 kW pie 0,9 W/cm² nepieciešamā virsmas laukums ir 13 333 cm². Tā ir liela platība-aptuveni nelielas automašīnas vējstikla lielumā-, un tā ir jāiepako sildītājā, kas atbilst tvertnei.
Standarta taisns PTFE sildītājs ar 50 mm apvalka diametru nodrošina aptuveni 157 cm² uz 100 mm apsildāmā garuma. Lai sasniegtu 13 333 cm², apsildāmajam garumam vajadzētu būt 8500 mm-8,5 metriem. Tas neiederas nevienā normālā tvertnē.
| Jauda | Vatu blīvums | Nepieciešamais virsmas laukums | Apsildāms garums (50 mm) | Apsildāms garums (63 mm) |
|---|---|---|---|---|
| 6 kW | 0,9 W/cm² | 6667 cm² | 4250 mm | 3370 mm |
| 8 kW | 0,9 W/cm² | 8889 cm² | 5660 mm | 4490 mm |
| 10 kW | 0,9 W/cm² | 11 111 cm² | 7080 mm | 5610 mm |
| 12 kW | 0,9 W/cm² | 13 333 cm² | 8500 mm | 6730 mm |
| 15 kW | 0,9 W/cm² | 16 667 cm² | 10 620 mm | 8410 mm |
Virsmas laukuma un apsildāmā garuma prasības zema-vatu-blīvuma-augsta izejas PTFE sildītājiem
Multi{0}}pass risinājums
Virsmas platības problēma tiek atrisināta, saliekot apsildāmo elementu vairāku -pāreju konfigurācijā. Sildītājs ar astoņām ejām pa 1000 mm nodrošina 8000 mm apsildāmu garumu aptuveni 1000 × 400 mm platībā. Ar 63 mm apvalka diametru, kas nodrošina aptuveni 15 800 cm² virsmas,{13}}vairāk nekā pietiekami 12 kW ar 0,9 W/cm².
Piegājienu skaitu un caurlaides garumu nosaka pieejamā tvertnes vieta. Dziļāka tvertne nodrošina ilgākas caurlaides un mazāk to. Seklai tvertnei ir vajadzīgas īsākas caurlaides un vairāk.
| Piespēļu skaits | Pasūtīšanas garums | Kopējais apsildāmais garums | Nospiedums (aptuveni) | Virsmas laukums (63 mm) |
|---|---|---|---|---|
| 4 | 1000 mm | 4000 mm | 1000 × 250 mm | 7900 cm² |
| 6 | 1000 mm | 6000 mm | 1000 × 380 mm | 11 900 cm² |
| 8 | 1000 mm | 8000 mm | 1000 × 500 mm | 15 800 cm² |
| 10 | 800 mm | 8000 mm | 800 × 500 mm | 15 800 cm² |
| 12 | 700 mm | 8400 mm | 700 × 500 mm | 16 600 cm² |
Vairāku{0}}pāreju konfigurācijas augstas-izejas zema-vatu-blīvuma PTFE sildītājiem
Plūsmas un atstarpes apsvērumi
Daudzkārtu sildītājs ar daudzām ejām rada plūsmas ēnojuma risku. Šķidrums starp ejām var stagnēt, samazinot siltuma pārnesi un radot karstos punktus. Attālumam caurlaidē jābūt pietiekamam, lai nodrošinātu plūsmu starp ejām.
30–40 mm atstatums starp gājieniem parasti ir pietiekams ūdens vannām ar mērenu maisīšanu. Viskoziem šķidrumiem vai zemas -plūsmas apstākļos ieteicams izmantot lielāku atstarpi — 40–50 mm. Atstatums palielina sildītāja nospiedumu, kas jāņem vērā tvertnes ietilpībā.
| Pass Spacing | Plūsma starp ejām | Karstā punkta risks | Nospiedums 8 caurlaidēm |
|---|---|---|---|
| 20 mm | Nabaga | Augsts | 500 × 400 mm |
| 30 mm | Mērens | Mērens | 650 × 400 mm |
| 40 mm | Labi | Zems | 800 × 400 mm |
| 50 mm | Lieliski | Ļoti zems | 950 × 400 mm |
Pass atstarpe un tā ietekme uz plūsmu, karstā punkta risku un nospiedumu
Elektriskā konfigurācija
12 kW sildītājs pie 480 V trīs -fāzēm patērē aptuveni 14,4 A vienā fāzē. Elementu var konfigurēt kā vienu trīs-fāžu slodzi vai kā vairākus vienfāzes{6}}elementus, kas savienoti paralēli. Spaiļu korpusā jābūt izvietotiem vadītājiem un savienojumiem.
Daudzkārtu sildītājam elements bieži tiek sadalīts vairākās ķēdēs, katrai no kurām ir savs spaiļu pāris. Tas ļauj savienot sildītāju ar pieejamo padevi un nodrošina zināmu dublēšanu, ja viena ķēde neizdodas.
Ja tvertne nevar uzņemt nepieciešamo virsmas laukumu
Ja tvertne nevar uzņemt virsmas laukumu, kas nepieciešams 12 kW pie 0,9 W/cm², ir iespējams samazināt jaudu, palielināt vatu blīvumu (pieņemot īsāku kalpošanas laiku) vai izmantot vairākus sildītājus, kas izvietoti ap tvertni.
Vairāki sildītāji bieži vien ir labākais risinājums. Divus 6 kW sildītājus, kuriem katram ir savs vairāku -pāreju komplekts, var novietot uz pretējām sienām vai dažādos tvertnes stūros. Katrs sildītājs darbojas ar 0,9 W/cm², un kopā tie nodrošina 12 kW.
Kad pielāgota konfigurācija ir vienīgā iespēja
12 kW jaudai ar jaudu 0,9 W/cm² ir nepieciešams 13 333 cm² virsmas laukums -vairāk, nekā nodrošina jebkurš standarta PTFE iegremdējamais sildītājs. Pielāgota PTFE iegremdējamā sildītāja konfigurācija ar astoņām vai vairāk gājieniem, 63 mm apvalka diametru un 40 mm atstarpi nodrošina nepieciešamo virsmas laukumu tipiskā 3000 litru tvertnē. Specifikācijas procesam ir nepieciešami tvertnes izmēri, vannas ķīmija, darba temperatūra, plūsmas apstākļi un nepieciešamā jauda.
