Neregulāra ķīmiskā apstrāde rada atšķirīgu apkures problēmu no nepārtrauktas darbības. PTFE iegremdējamais sildītājs var palikt neizmantots vairākas stundas, pēc tam pirms nākamās ražošanas partijas ātri jāuzsilda ķīmiskā vanna. Atkārtota palaišana, izslēgšana, temperatūras atjaunošana un šķidruma -līmeņa izmaiņas var radīt lielāku slodzi apkures sistēmai nekā vienmērīga darbība.
Galvenais jautājums nav tikai tas, cik daudz sildītāja jaudas ir pieejams. Dizainam ir jābūt līdzsvarotamPTFE iegremdējamā sildītāja jauda, sildīšanas virsmas laukums, palaišanas laiks, termiskais cikls, šķidruma cirkulācija un vadības reakcija.
Kāpēc periodiska apkure maina sildītāja izvēli
Nepārtrauktā apstrādē sildītājs galvenokārt kompensē siltuma zudumus un ienākošo auksto materiālu. Intermitējošai apstrādei ir lielāka palaišanas slodze.
Vienkāršots enerģijas aprēķins ir šāds:
Q=mcΔT
kurmir ķīmiskā šķīduma masa,cir īpatnējā siltuma jauda, un ΔT ir nepieciešamais temperatūras pieaugums.
Piemēram, 800 kg vannai ar ilustratīvo īpatnējo siltumietilpību 3,5 kJ/(kg·K), kas uzkarsēta no 25 grādiem līdz 65 grādiem, ir nepieciešams aptuveni:
Q=800 × 3,5 × 40=112,000 kJ
Tas ir aptuveni 31,1 kWh saprātīgas apkures enerģijas, pirms tiek ņemti vērā tvertnes siltuma zudumi un citas termiskās slodzes.
Tāpēc 15 kW sildītājam pēc idealizēta aprēķina būtu nepieciešamas aptuveni 2,1 stunda. Faktiskais palaišanas laiks būtu ilgāks, jo tvertne, cauruļvadi, armatūra, iztvaikošana un apkārtējā vide arī absorbē siltumu.
Jauda jāsaskaņo ar atkopšanas logu
Neregulāra ražošana bieži rada spiedienu izvēlēties jaudīgu{0}}sildītāju, lai tikai saīsinātu palaišanu.
Šī pieeja var palielināt vietējo siltuma plūsmu, ja aktīvā sildvirsma netiek proporcionāli palielināta.
Vidējo siltuma plūsmu var attēlot šādi:
q = P/A
12 kW PTFE iegremdējamam sildītājam ar 0,6 m² efektīvu sildvirsmu ir ilustratīvā vidējā siltuma plūsma 20 kW/m². Palielinot aktīvo laukumu līdz 1,0 m², vidējā vērtība tiek samazināta līdz 12 kW/m² ar tādu pašu elektrisko jaudu.
Tas nenozīmē, ka lielāka apkures platība automātiski samazina kopējo enerģijas patēriņu. Nepieciešamā enerģija joprojām galvenokārt ir atkarīga no vannas masas, temperatūras paaugstināšanās, procesa caurlaidības un siltuma zudumiem. Tomēr lielāka platība var nodrošināt sadalītāku siltuma ievadi.
Termiskā riteņbraukšana ir pelnījusi lielāku uzmanību
Intermitējošais PTFE iegremdējamais sildītājs piedzīvo atkārtotas pārejas starp sprieguma stāvoklī esošiem un atslēgtiem{0}}strāvas apstākļiem.
Bieža termiskā cikla maiņa var ietekmēt sildītāja bloku, elektriskos savienojumus, blīves, montāžas sastāvdaļas un apkārtējo procesa aprīkojumu. Tāpēc projektēšanā jāņem vērā ne tikai nominālā jauda, bet arī paredzamais apkures ciklu skaits dienā.
Ražošanas līnijai, kurā darbojas divas partijas maiņā, ir ļoti atšķirīgs darba modelis no iekārtas iedarbināšanas un apturēšanas ik pēc dažām minūtēm.
Cirkulācija kontrolē faktisko atkopšanas veiktspēju
Augsta sildītāja jauda negarantē ātru un vienmērīgu temperatūras atjaunošanos.
Slikta cirkulācija var atstāt karstus reģionus sildītāja tuvumā, kamēr tvertnes attālās daļas paliek zem nepieciešamās procesa temperatūras. Tas kļūst īpaši svarīgi, ja temperatūras sensors ir uzstādīts tālu no apkures zonas.
| Neregulārs darbības stāvoklis | Ilustratīva sildītāja pieeja | Galvenais dizaina apsvērums |
|---|---|---|
| Viens starts vienā maiņā | Mērena jauda, lielāka aktīvā zona | Stabila temperatūras atjaunošana |
| Vairākas partijas dienā | Lielāka atgūšanas jauda ar sadalītu apkuri | Termiskā riteņbraukšana |
| Īsi partiju intervāli | Vairākas regulējamas apkures zonas | Ātra atveseļošanās un vienveidība |
| Maināms vannas tilpums | No līmeņa-atkarīga vadība | Novērst atklātās apkures sekcijas |
| Augstas{0}}viskozitātes šķīdums | Lielāka apkures zona un spēcīgāka cirkulācija | Samaziniet lokālo temperatūras paaugstināšanos |
Cirkulācijas shēma jānovērtē kopā ar sildītāja stāvokli. Sildītājs, kas uzstādīts pie atgaitas plūsmas, cirkulācijas ieplūdes vai dabiskās konvekcijas ceļa, var radīt atšķirīgu temperatūras sadalījumu nekā tas, kas uzstādīts stāvošā stūrī.
Kontroles stratēģijai ir jāatbilst ražošanas ciklam
Intermitējošai apstrādei temperatūras kontrole parasti ir efektīvāka, ja to sadala darbības posmos.
Iedarbināšanas laikā lielāka pieejamā apkures jauda var samazināt atjaunošanas laiku. Vannai tuvojoties mērķa temperatūrai, proporcionāla kontrole vai pakāpeniska karsēšana var samazināt temperatūras pārsniegšanu.
Tikpat svarīgi ir pareizi novietots temperatūras sensors. Sensors, kas tieši pakļauts sildītāja vietējam termiskajam laukam, var norādīt uz augstāku temperatūru nekā lielapjoma šķīdums, izraisot priekšlaicīgu jaudas samazināšanos.
Pārāk tālu novietots sensors var radīt pretēju problēmu: regulators turpina sildīšanu, kamēr reģions pie sildītāja jau ir ievērojami karstāks.
Šķidruma līmenis ir kritisks bloķētājs
Intermitējošās tvertnēs var rasties iztvaikošana, iztukšošana, papildināšana vai sagataves pārvietošanās starp partijām.
Ja šķidruma līmenis nokrītas zem aktīvās sildīšanas sekcijas daļas, atklātā zona var piedzīvot būtiski atšķirīgus termiskos apstākļus nekā pilnībā iegremdēta darbība.
Tāpēc uzticamā sistēmā ir jāiekļauj piemērota zema{0}}līmeņa aizsardzības stratēģija, nevis atkarīga tikai no temperatūras regulatora.
Sildītāja garums, montāžas augstums, minimālais darbības līmenis un izslēgšanas slieksnis jānorāda kopā.
Kādas iepirkuma specifikācijas jāiekļauj
Intermitējošai ķīmiskai apstrādei pamata pieprasījums pēc "PTFE iegremdējamais sildītājs, 15 kW" atstāj pārāk daudz inženiertehnisko mainīgo nedefinētu.
Specifikācijā jāiekļauj vannas tilpums, minimālais un maksimālais šķidruma līmenis, normālā darba temperatūra, palaišanas temperatūra, nepieciešamais reģenerācijas laiks, ķīmiskais sastāvs un koncentrācija, cirkulācijas apstākļi, pieejamais spriegums, uzstādīšanas izmēri, apkures virsmas laukums, paredzamie cikli dienā un kontroles metode.
Vispiemērotākā konfigurācija ir tā, kas apmierina visu ražošanas ciklu, nevis vienkārši nodrošina lielāko nominālo jaudu. Lietojumprogrammām ar neparastu partijas laiku, tvertnes ģeometriju vai šķidruma līmeņa izmaiņām, pielāgotu PTFE iegremdējamā sildītāja dizainu var novērtēt atbilstoši faktiskajiem termiskajiem un elektriskajiem darbības apstākļiem.
