Rūpnieciskajā ķīmiskajā apstrādē apkures plāksne var palikt elektriski funkcionāla, kamēr tās kalpošanas laiks pakāpeniski samazinās. Iemesls bieži vien nav viens ekstrēms darbības stāvoklis, bet gan temperatūras, šķidruma līmeņa, ķīmiskās koncentrācijas, siltuma plūsmas, cirkulācijas un atkārtotas termiskās cikla kombinācijas.
Iekārtām, ko izmanto apšuvumā, PCB apstrādē, ķīmiskajā tīrīšanā un mitrajā metalurģijā, šo apstākļu savlaicīga noteikšana var palīdzēt novērst neparedzētas apkures atteices un ražošanas pārtraukumus.
Augsta temperatūra ir tikai viena daļa no problēmas
Darba temperatūra ir acīmredzams sildīšanas plākšņu kalpošanas laika faktors, taču maksimālā temperatūra pati par sevi nenosaka uzticamību.
Ilgstoša paaugstinātas temperatūras iedarbība var palielināt termisko stresu un paātrināt materiāla novecošanos. Ja sildīšanas plāksnē tiek izmantots PTFE vai cits aizsargmateriāls, faktiskajai temperatūrai un ķīmiskajai videi ir jāpaliek spēkā esošajām materiāla robežām.
Īsa temperatūras svārstība un nepārtraukta darbība tajā pašā temperatūrā ne vienmēr rada tādu pašu ilgtermiņa{0}}efektu.
Tāpēc sildīšanas plāksnes termiskā vēsture ir svarīga.
Pārmērīga virsmas siltuma plūsma
Sildīšanas plāksnes siltuma plūsmu var izteikt šādi:
q'' = Q / A
kurQir apkures jauda unAir aktīva apkures zona.
Kompakta plāksne, kas darbojas ar lielu jaudu, var radīt lielāku lokālo termisko slodzi nekā lielāka plāksne, nodrošinot tādu pašu kopējo sildīšanas slodzi.
Liela siltuma plūsma var arī radīt siltāku robežslāni, ja šķidruma cirkulācija ir nepietiekama.
Tas rada praktisku{0}}kompromisu starpātra uzsilšana un ilgstoša -termiskā stabilitāte.
Lielāka apkures platība var samazināt vidējo siltuma plūsmu, bet pārmērīga izmēra pārsniegšana var palielināt aprīkojuma izmaksas un uzstādīšanas prasības.
Zems šķidruma līmenis rada nelabvēlīgus termiskos apstākļus
Šķidruma pārklājums ir vēl viens svarīgs darbības parametrs.
Pilnībā iegremdēta sildīšanas plāksne var pārnest siltumu procesa šķidrumā pa tās aktīvo virsmu. Kad šķidruma līmenis pazeminās, daļa sildīšanas zonas var zaudēt efektīvu dzesēšanu.
Ja elektriskā jauda paliek nemainīga, iegremdētā daļa uzņemas lielāku termiskās slodzes daļu.
Tāpēc atkārtota zema līmeņa{0}}darbība var palielināt vietējo temperatūru un termisko stresu.
Skaidri jānosaka minimālais šķidruma līmenis tvertnēm ar biežu uzpildīšanu, iztukšošanu vai ražošanas{0}}līmeņa izmaiņām.
Slikta cirkulācija paaugstina vietējo temperatūru
Šķidruma cirkulācija noņem siltumu no apkures virsmas un izplata to caur tvertni.
Vāja cirkulācija var ļaut karstam slānim palikt pie sildīšanas plāksnes. Augstas-viskozitātes risinājumi ir īpaši jutīgi, jo dabiskā konvekcija kļūst mazāk efektīva.
Tāpēc sūkņa plūsma ir jāņem vērā kopā ar tvertnes ģeometriju, sildīšanas plāksnes stāvokli, šķidruma viskozitāti un iekšējiem šķēršļiem.
Vienkārša apkures jaudas palielināšana parasti nav efektīvs risinājums sliktas cirkulācijas gadījumā.
Ķīmisko vielu koncentrācija maina darbības vidi
Ķīmiskā koncentrācija var ietekmēt gan materiālu saderību, gan termisko veiktspēju.
Koncentrācijas izmaiņas var mainīt viskozitāti, īpatnējo siltumu, blīvumu, piesārņojuma tendenci un ķīmisko agresivitāti.
Kodīgiem šķīdumiem saderība jānovērtē faktiskajā koncentrācijā un darba temperatūrā.
Sildīšanas plāksnes materiālam, kas labi darbojas atšķaidītā šķīdumā, var būt nepieciešams citādi apsvērt, ja koncentrācija ievērojami palielinās.
Tas ir īpaši svarīgi koncentrētas skābes vai sārma vannām.
Atkārtota termiskā riteņbraukšana palielina kumulatīvo stresu
Karsēšana un dzesēšana atkārtoti izraisa sildīšanas plāksnes struktūras izplešanos un saraušanos.
PTFE, metāla sildelementiem, balstiem, blīvēm un elektriskajiem savienojumiem var būt dažādas termiskās izplešanās īpašības.
Tāpēc bieža palaišanas{0}}pārtraukšanas darbība saskarnēs un savienojuma vietās var radīt atkārtotu mehānisku spriegumu.
Pakāpenisks sildīšanas un dzesēšanas profils parasti ir vēlams, nevis nevajadzīgas straujas temperatūras izmaiņas.
| Darbības stāvoklis | Ietekme uz sildīšanas plāksni | Ilgtermiņa-rūpes | Kontrolējiet prioritāti |
|---|---|---|---|
| Pārmērīga temperatūra | Augstāks termiskais spriegums | Materiāla novecošana | Temperatūras ierobežojums |
| Augsta siltuma plūsma | Koncentrēta virsmas slodze | Vietējā pārkaršana | Platības/jaudas saskaņošana |
| Zems šķidruma līmenis | Samazināta siltuma noņemšana | Termiski bojājumi | Līmeņa aizsardzība |
| Slikta cirkulācija | Vāja konvekcija | Karstie punkti | Plūsmas uzlabošana |
| Augsta ķīmiskā koncentrācija | Lielāka ķīmiskā iedarbība | Materiāla degradācija | Saderības apskats |
| Bieža riteņbraukšana | Atkārtota paplašināšana | Nogurums saskarnēs | Kontrolēta rampēšana |
| Spēcīga mērogošana | Pievienota termiskā pretestība | Virsmas temperatūras paaugstināšanās | Tīrīšanas stratēģija |
Šie apstākļi var mijiedarboties. Sildīšanas plāksne, kas darbojas ar lielu siltuma plūsmu koncentrētā, viskozā šķīdumā ar sliktu cirkulāciju, stabilos apstākļos var piedzīvot ievērojami lielāku slodzi nekā tā pati plāksne.
Mērogošana var pakāpeniski palielināt termisko stresu
Nosēdumi uz apkures virsmas rada papildu termisko pretestību.
Kad katlakmens uzkrājas, procesa šķidrumu efektīvi sasniedz mazāk siltuma. Sildīšanas elementam var būt jādarbojas ilgāk, lai uzturētu vannas mērķa temperatūru.
Iegūtā temperatūras starpība apkures konstrukcijā var palielināties.
Tāpēc tīrīšanas biežumam ir jābūt balstītam uz faktisko piesārņojumu, nevis tikai uz fiksētu grafiku. Ķīmiskais sastāvs, šķidruma cirkulācija, darba temperatūra un filtrēšana var ietekmēt nogulšņu veidošanos.
Svarīgi ir arī elektriskie un mehāniskie apstākļi
Kalpošanas laiku pilnībā nenosaka ķīmiskā vide.
Elektriskie savienojumi ir jāaizsargā no mitruma un ķīmisku vielu iedarbības. Mehāniskajiem balstiem vajadzētu nodrošināt atbilstošu termisko kustību bez pārmērīgiem ierobežojumiem.
Vibrācija, nepareiza uzstādīšana, agresīva tīrīšana un mehāniska iedarbība var arī sabojāt aizsargkonstrukciju.
Šī iemesla dēļ pārbaudē jāiekļauj apsildes virsma, savienojumi, balsti, temperatūras{0}}kontroles sistēma un apkārtējās tvertnes apstākļi.
Izveidojiet uzticamāku darbības aploksni
Praktiskajai sildīšanas plāksnes specifikācijai ir jādefinē visa darbības aploksne:
Normāla un maksimālā temperatūra
Minimālais šķidruma līmenis
Ķīmiskais sastāvs un koncentrācija
Nepieciešamais apkures pienākums
Apkures zona un siltuma plūsma
Šķidruma viskozitāte
Aprites ātrums
Sākuma-beigšanas biežums
Tīrīšanas apstākļi
Paredzamais darba laiks
Siltuma jaudu var aprēķināt, izmantojot:
Q=ṁCpΔT + Qloss
Aprēķinātais jaudas apjoms ir jāsaskaņo ar piemērotu apkures laukumu un jaudas sadalījumu.
Tas novērš bieži sastopamo kļūdu, izvēloties sildīšanas plākšņu jaudu, neņemot vērā to, kā iekārta faktiski darbosies.
Kas īsti nosaka sildīšanas plāksnes kalpošanas laiku?
Sildīšanas plāksnes kalpošanas laiku parasti ietekmē mijiedarbība artemperatūra, siltuma plūsma, šķidruma pārklājums, cirkulācija, ķīmiskā koncentrācija, mērogošana, termiskais cikls un mehāniskie apstākļi.
Nevienu parametru nevajadzētu izmantot kā vienīgo uzticamības rādītāju.
Rūpniecisko ķīmisko vielu tvertnēm, definējot visu darbības diapazonu pirms sildīšanas plāksnes izvēles, jaudu, izmērus, materiāla uzbūvi, vadības stratēģiju un uzstādīšanas metodi var precīzāk saskaņot ar reālajiem ražošanas apstākļiem.
