Metāla apdares iekārta, kas nepieciešama rezerves PTFE iegremdējamā sildītāja izmēram 2000 - litru hromskābes anodēšanas tvertnei. Vanna darbojās 55 grādu temperatūrā, un iekārtai bija nepieciešams uzsildīt četras stundas no 20 grādiem. Esošais sildītājs bija mazizmēra, un maksimālā ražošanas laikā tvertne nekad nesasniedza iestatīto vērtību. Pirms nomaiņas pasūtīšanas apkopes komandai bija jāaprēķina pareizā jauda.
Lai noteiktu PTFE iegremdējamā sildītāja izmērus hromskābes tvertnei, ir nepieciešami trīs aprēķini: uzsildīšanas-slodze, uzturēšanas slodze un virsmas laukums, kas nepieciešams drošam vatu blīvumam. Katrs aprēķins ir atkarīgs no vannas ķīmijas, tvertnes izmēriem un darbības apstākļiem.
1. darbība. Aprēķiniet siltuma-augšējo slodzi
Uzsildīšanas-slodze ir enerģija, kas nepieciešama, lai vannu vēlamajā laikā paceltu no apkārtējās vides līdz iestatītajai vērtībai. Formula ir: kW=(litri × ΔT × Cp × blīvums) / (3600 × stundas).
2000-litru hromskābes vannai ar blīvumu 1150 kg/m³ un īpatnējo siltumu 3,75 kJ/kg·K, lai uzsildītu no 20 grādiem līdz 55 grādiem četrās stundās, ir nepieciešami aptuveni 23 kW. Pievienojot 20% zudumiem uzsilšanas laikā, tiek iegūta 28 kW.
| Tvertnes tilpums | Temperatūras paaugstināšanās | Uzsilšanas-laiks | Uzsildīt-uzlādēt | Ar 20% zaudējumu rezervi |
|---|---|---|---|---|
| 1,000 L | 35 grādi | 4 stundas | 11,5 kW | 14 kW |
| 1,500 L | 35 grādi | 4 stundas | 17,2 kW | 21 kW |
| 2,000 L | 35 grādi | 4 stundas | 23,0 kW | 28 kW |
| 2,500 L | 35 grādi | 4 stundas | 28,7 kW | 34 kW |
| 3,000 L | 35 grādi | 4 stundas | 34,5 kW | 41 kW |
Sildīšanas-slodze hromskābes vannām pie 1150 kg/m³ un 3,75 kJ/kg·K
2. darbība: aprēķiniet apkopes slodzi
Uzturēšanas slodze ir enerģija, kas nepieciešama, lai saglabātu uzdoto vērtību pret pastāvīgiem zudumiem. 2000 litru tvertnei 55 grādu temperatūrā sienas zudumi ir 1,5–2,5 kW, virsmas zudumi ir 0,8–1,5 kW un ražošanas slodze ir 1–3 kW. Kopējā apkopes slodze ir 3,3–7,0 kW.
Sildītājam ir jābūt tādam izmēram, kas atbilst lielākai no uzsildīšanas-slodzes vai apkopes slodzes. Šai tvertnei uzsildīšanas-slodze 28 kW ir lielāka.
3. darbība: aprēķiniet nepieciešamo virsmas laukumu
Virsmas laukums ir atkarīgs no hromskābes jaudas un drošā vatu blīvuma. PTFE iegremdējamam sildītājam hromskābē 55 grādu temperatūrā drošais vatu blīvums ir 1,0–1,2 W/cm².
28 kW jaudai pie 1,0 W/cm² nepieciešamā virsmas laukums ir 28 000 cm². Vienam taisnam sildītājam ar 50 mm apvalka diametru būtu nepieciešams 17 834 mm apsildāms garums-, kas ir daudz ilgāks nekā jebkurai parastai tvertnei. Nepieciešama vairāku{10}}pāreju konfigurācija vai vairāki sildītāji.
| Jauda | Drošs vatu blīvums | Nepieciešamais virsmas laukums | Apsildāms garums pie 50 mm Apvalks | Vairāku{0}}apmeklējumu konfigurācija |
|---|---|---|---|---|
| 15 kW | 1,0 W/cm² | 15 000 cm² | 9554 mm | 6 caurlaides × 1592 mm |
| 20 kW | 1,0 W/cm² | 20 000 cm² | 12 739 mm | 8 caurlaides × 1592 mm |
| 25 kW | 1,0 W/cm² | 25 000 cm² | 15 924 mm | 10 piegājieni × 1592 mm |
| 28 kW | 1,0 W/cm² | 28 000 cm² | 17 834 mm | 12 caurlaides × 1486 mm |
| 30 kW | 1,0 W/cm² | 30 000 cm² | 19 108 mm | 12 caurlaides × 1592 mm |
Virsmas laukuma un vairāku{0}}pāreju konfigurācijas prasības hromskābei pie 1,0 W/cm²
4. darbība: pārbaudiet iegremdēšanas dziļumu un tvertnes piemērotību
Sildītājam ir jāatbilst tvertnei un jāpaliek pilnībā iegremdētam minimālā šķidruma līmenī. 2000-litru tvertnei, kuras izmēri ir 1500 × 1200 × 1100 mm, izmantojamais apsildāmais garums ir aptuveni 800–900 mm. Daudzkārtu sildītājs ar 12 gājieniem pa 1486 mm nevar ietilpt vienā tvertnē.
Praktisks risinājums ir izmantot vairākus sildītājus, kas izvietoti pa tvertnes perimetru. Trīs sildītāji, katrs ar 10 kW jaudu 1,0 W/cm², nodrošina kopējo jaudu 30 kW. Katram sildītājam ir vairāku -pāreju konfigurācija, kas atbilst pieejamajai telpai.
5. darbība: pārbaudiet vatu blīvumu un virsmas temperatūru
Vatu blīvumu aprēķina no kopējās jaudas un kopējās virsmas laukuma. 28 kW un 28 000 cm² vatu blīvums ir 1,0 W/cm². Pie 1,0 W/cm² mēreni maisītā hromskābes vannā 55 grādu temperatūrā virsmas temperatūra ir aptuveni 75–80 grādi. Tas ir PTFE drošā diapazonā.
Ja aprēķinātā virsmas temperatūra pārsniedz 85 grādus, jāsamazina vatu blīvums un jāpalielina virsmas laukums.
Ja standarta sildītāji neatbilst jaudas un virsmas platības prasībām
Lielās hromskābes tvertnēs ar lielu siltuma-slodzi bieži vien nevar ievietot standarta PTFE iegremdējamos sildītājus ar zemu vatu blīvumu, ko prasa ķīmija. Pielāgota PTFE iegremdējamā sildītāja konfigurācija ar vairākiem sildītājiem, lielu virsmas laukumu un zemu vatu blīvumu novērš galveno jaudas un virsmas laukuma neatbilstības cēloni. Specifikācijas procesam ir nepieciešams tvertnes tilpums, vannas ķīmija, darba temperatūra, uzsildīšanas laiks un vajadzīgā jauda. Iekārtām ar lielām hromskābes tvertnēm šī -pielietojuma pieeja nodrošina, ka sildītājs nodrošina nepieciešamo jaudu drošā virsmas temperatūrā.
