Kas izraisa nevienmērīgu sildīšanu ap PTFE iegremdējamo sildītāju?

Nevienmērīga apkure ir izplatīta problēma ķīmisko vielu tvertnēs. Temperatūras regulators var parādīt mērķa vērtību, kamēr viena vannas zona paliek ievērojami vēsāka par citu. Citos gadījumos sildītāja tuvumā parādās nogulsnes, produkta kvalitāte dažādās tvertnes pozīcijās atšķiras vai sildītājs ieslēdzas un izslēdzas biežāk, nekā paredzēts.

Par aPTFE iegremdējamais sildītājs, nevienmērīgu sildīšanu reti izraisa viens parametrs. Sildītāja ģeometrija, jaudas blīvums, šķidruma cirkulācija, tvertnes forma, uzstādīšanas pozīcija un temperatūras{1}}sensora atrašanās vieta var veicināt.

Nevienmērīga apkure sākas ar siltuma sadali

Iegremdējamais sildītājs nodod enerģiju caur savu aktīvo sildvirsmu. Ja apkures jauda ir koncentrēta nelielā platībā, apkārtējais šķidrums saņem lielu lokālo siltuma ievadi.

Vidējo virsmas siltuma plūsmu var aprēķināt ar:

q = P/A

kurPir sildītāja jauda unAir aktīva apkures zona.

Piemēram, 10 kW sildītājam ar 0,5 m² aktīvo platību ilustratīvā vidējā siltuma plūsma ir 20 kW/m².

Otrai 10 kW konfigurācijai ar 1,0 m² aktīvās platības vidējā vērtība būtu 10 kW/m².

Aprēķinos nav definēta universāla pieļaujamā siltuma plūsma. Faktiskā veiktspēja ir atkarīga no PTFE konstrukcijas, vannas ķīmijas, cirkulācijas, temperatūras un sildītāja ģeometrijas.

Slikta cirkulācija var radīt temperatūras zonas

Šķidruma kustība ir viens no svarīgākajiem faktoriem, kas ietekmē temperatūras vienmērīgumu.

Ja cirkulācija ir vāja, karsts šķidrums var palikt sildītāja tuvumā, bet vēsāks šķidrums paliek tālāk. Tas rada temperatūras gradientu tvertnes iekšpusē.

Vienkāršota siltuma pārneses{0}}attiecība ir:

Q=hAΔT

Ja šķidruma kustība ap sildvirsmu samazinās, efektīvais siltuma{0}}pārvades koeficientshvar arī samazināties.

Apkures sistēmai tad var būt nepieciešama lielāka temperatūras starpība, lai pārnestu to pašu jaudu vannā.

Tas ir īpaši svarīgi viskoziem ķīmiskiem šķīdumiem vai tvertnēm ar ierobežotu dabisko konvekciju.

Sildītāja novietojums var pasliktināt problēmu

Sildītājs, kas uzstādīts pārāk tuvu tvertnes sienai, var radīt nevienmērīgu sildīšanu, jo šķidruma kustība ap daļu aktīvās virsmas ir ierobežota.

Iekšējās caurules, sagataves, deflektori, tvertnes{0}}apakšējās konstrukcijas un iesūkšanas vai izplūdes caurules var radīt līdzīgus efektus.

Praktiskajā instalācijas pārskatā jāpārbauda:

Attālums starp sildītāju un tvertnes sienu

Attālums no tvertnes dibena

Aprites izplūdes vietu atrašanās vieta

Atgaitas plūsmas pozīcija

Iekšējā cauruļvadi

Apstrādājamo priekšmetu iekraušanas zona

Temperatūras{0}}sensora atrašanās vieta

Mērķis nav vienkārši ievietot sildītāju tvertnē, bet gan novietot aktīvo sildīšanas zonu, kur ir pietiekama šķidruma apmaiņa.

Temperatūra{0}}sensora atrašanās vieta var paslēpt problēmu

Viens temperatūras sensors var neatspoguļot visu tvertni.

Piemēram, sensors, kas atrodas tuvu cirkulācijas atgriešanai, var noteikt labi{0}}jauktu temperatūru, kamēr attālais stūris paliek vēsāks. Sensoram, kas novietots pārāk tuvu sildītājam, var būt pretēja problēma un tas var noteikt lokāli paaugstinātu temperatūru.

Tas var izraisīt nevajadzīgu sildītāja ciklisku darbību vai nepietiekamu apkuri citur.

Lielām tvertnēm sensoru izvietojums jānovērtē kopā ar sildītāja atrašanās vietu un cirkulācijas modeli. Ja ir sagaidāmas ievērojamas telpiskās temperatūras atšķirības, var būt piemēroti vairāki mērījumu punkti.

Sildītāju atstatumam ir nozīme lielākās tvertnēs

VairākiPTFE iegremdējamie sildītājivar nodrošināt vairāk sadalītu apkuri nekā viena koncentrēta apkures zona.

Tomēr vienkārša sildītāju pievienošana automātiski neuzlabo vienmērīgumu.

Ja vairāki sildītāji ir uzstādīti tuvu viens otram, siltums var palikt koncentrēts vienā reģionā. Ja sildītāji ir novietoti pārāk tālu viens no otra, var veidoties atsevišķas karstās un aukstās zonas.

Tāpēc atstatumam jāatbilst tvertnes ģeometrijai un šķidruma cirkulācijai.

Vienkāršots dizaina mērķis ir sadalīt apkures zonas tā, lai radīto siltumu varētu pārnest visā lietderīgā procesa tilpumā, nevis uzkrāties ap atsevišķiem sildītājiem.

Praktisks temperatūras{0}}kartēšanas piemērs

Apsveriet ilustratīvu ķīmisko vielu tvertni ar četrām mērījumu vietām:

Ja regulators ir iestatīts uz 60 grādiem un sensors atrodas netālu no izejas, sistēma var darboties pareizi, pat ja tvertnes temperatūras diapazons ir 57–68 grādi.

Šis piemērs parāda, kāpēc regulatora precizitāte vien negarantē temperatūras vienmērīgumu.

Nogulsnes var palielināt termisko pretestību

Ķīmiskās nogulsnes uz sildvirsmas var vēl vairāk sarežģīt siltuma pārnesi.

Depozīta slānis rada papildu termisko pretestību starp sildelementu un šķidrumu. Palielinoties šai pretestībai, sildītājam var būt nepieciešama lielāka iekšējās -līdz -šķidruma temperatūras starpība, lai pārsūtītu tādu pašu jaudu.

Ja nogulsnes ir nevienmērīgas, dažādas sildītāja sekcijas var darboties dažādos termiskajos apstākļos.

Tāpēc regulāras pārbaudes un atbilstošas ​​vannas{0}kontroles procedūras var būt svarīgas procesiem, kuriem ir tendence uz kristalizāciju, zvīņošanos vai ķīmisku vielu uzkrāšanos.

Kā labot nevienmērīgu apkuri

Problēmu novēršanai ir jāpārbauda visa termiskā sistēma, nevis nekavējoties jāpalielina sildītāja jauda.

Noderīgas pārbaudes ietver:

Temperatūras kartēšana vairākās tvertnes vietās

Faktiskās šķidruma cirkulācijas mērīšana

Sildītāja virsmas stāvokļa pārbaude

Sildītāja attāluma pārbaude

Tiek pārskatīts sildītājs-līdz-sienai

Temperatūras{0}}sensora pozīcijas apstiprināšana

Vannas faktiskās koncentrācijas salīdzināšana ar procesa specifikāciju

Pārbauda, ​​vai aktīvā apkures zona atbilst vajadzīgajai jaudai

Jaudas palielināšana, neizlabojot sliktu cirkulāciju, var pasliktināt vietējās temperatūras atšķirības.

Par aPTFE iegremdējamais sildītājs, vienmērīga apkure ir atkarīga no attiecības starp jaudu, aktīvās virsmas laukumu, šķidruma kustību, uzstādīšanas ģeometriju un vadības stratēģiju. Ja šie parametri ir izstrādāti kopā, temperatūras atšķirības var samazināt, vienkārši nepievienojot pārmērīgu sildīšanas jaudu.