Viskoosse vedeliku voolutakistusest tingitud aeglase termilise tasakaalustamise defektid
Viskoossetel plaadistussuspensioonidel, kontsentreeritud passiveerimisgeelidel ja paksu kattega eeltöötlusvedelikel on palju suurem sisehõõrdumine kui tavalistel lahjendatud vesilahustel. Mitme-aastase termilise ülekande labori katseandmed registreerivad püsivad pikad temperatuuri stabiliseerimise tsüklid ja ebaühtlased termilised tsoonid, kui standardsed kuumutusplaadid töötavad kõrge -viskoossusega keskmise paagiga. Enamik protsessitehnikuid tõstab vedeliku voolukiiruse suurendamiseks ainult tsirkulatsioonipumba võimsust, optimeerimata kütteplaatide pinna struktuuri, et vähendada viskoosse vedeliku voolutakistust. Paksud suure viskoossusega vedelikud liiguvad normaalse tsirkulatsioonipumba rõhu all aeglaselt. Staatilised piirdekihid moodustuvad kergesti ja kleepuvad tihedalt kuumutusplaatide välispindadele, moodustades soojust{7}}isoleerivad barjäärid, mis blokeerivad soojusjuhtivuse sisemistest küttejuhtmetest hulgilahusesse. Termilised surnud tsoonid püsivad paagi nurkades ja kuumutusplaatide kõrval, pikendades partii ooteaega ja tekitades toorikutele ebaühtlase katte paksuse. Viskoossete vedelike sees hõljuv sete koguneb kiiremini ka lamedatele kuumutusplaatidele, nõrgendades veelgi pikaajalist{10}}soojusvahetusvõimet.
Kaks põhilist struktuuriindikaatorit, mis parandavad viskoosset keskmist soojusvahetust
Pinnavoolu juhtiv struktuur ja sile -nakkumatu pinnaviimistlus määravad ühiselt kuumutusplaatide soojusülekande jõudluse paksude keemiliste lahuste korral. Tavaline tasapinnaline kuumutusriistvara ei suuda kõrvaldada staatilisi viskoosseid piirdekihte, samas kui vormitud PTFE-kütteplaadid kasutavad kohandatud vooluprofiiliga pindu, et parandada vedeliku pesemist ja soojusvahetuse tõhusust. Täiesti lamedad plaadipinnad loovad paksud statsionaarsed vedelikukiled, mis aeglustavad järsult soojusjuhtivust. Karedad kristalsed metallsubstraadid püüavad kinni viskoossetest suspensioonidest hõljuvad tahked osakesed, kiirendades soojusisolatsioonikihi teket. Virgin vormitud PTFE-l on ülisiledad madala hõõrdumise
Viskoossusastmega kütteplaatide konstruktsioonide vastavuse võrdlustabel
Pidevad suure{0}}viskoossusega vedeliku tsirkulatsiooni katseandmed loovad standardiseeritud pinnaprofiilid ja kesta paksuse väärtused erinevate keskmise viskoossusega klasside jaoks
Tabel 1: Soojusülekande optimeerimise standard soojendusplaatidele viskoossetes kemikaalide mahutites
| Keskmise dünaamilise viskoossusega klass | Soovitatav pinnavoolu profiil | Minimaalne tugevdatud kesta paksus | Piirikihi keskmine paksus | Paagi täieliku temperatuuri stabiliseerimise kestus |
|---|---|---|---|---|
| Ultra-kõrge viskoossus 1200 mPa·s või suurem | Ajastatud vertikaalse vooluga ribid | 1,9 mm | Vähem kui 0,4 mm või sellega võrdne | 12-18 minutit |
| Keskmise kõrge viskoossusega 400–1200 mPa·s | Madalad horisontaalsed voolusooned | 1,6 mm | Vähem kui 0,8 mm või sellega võrdne | 8-12 minutit |
| Kerge paks vedelik 100–400 mPa·s | Peen matt sile pind | 1,3 mm | Vähem kui 1,3 mm või sellega võrdne | 5-8 minutit |
| Kergelt viskoosne vedelik<100 mPa·s | Poleeritud õmblusteta lamepaneelid | 1,1 mm | Vähem kui 1,9 mm või sellega võrdne | 2–4 minutit |
Kõrge-viskoossusega paagi termiliste seadmete optimeerimise juhised
Ultra{0}}kõrge viskoossusega-viskoossusega plaadistusmassi mahutavad mahutid peavad paigaldama ribi-struktureeritud kuumutusplaadid, et purustada staatilised vedeliku piirkihid ja lühendada temperatuuri stabiliseerumisaega. Mitu väikest hajutatud kuumutusplaati tagavad parema üldise termilise ühtluse kui üks liiga suur integreeritud paneel kitsastes suure viskoossusega töötlemisanumates. Suure võimsusega-tsirkulatsioonipumpadeta tootmisliinid vajavad paksendatud-sette PTFE-kütteplaate, et aeglustada isoleeriva muda kogunemist pindadele. Kontrollitud laboratoorsed võrdlustestid näitavad, et standardsed lamedad kuumutusplaadid pikendavad temperatuuri stabiliseerumisaega 2,7–4,1 korda üliviskoossetes vedelikes, samas kui vooluprofiiliga PTFE-kütteplaadid säilitavad tõhusa soojusvahetuse identsete madala vooluga tsirkulatsiooni tingimustes.
Kokkuvõte ja viskoosse keskmise kohandatud vooluhulk{0}}Profileeritud kuumutusplaatide tugi
Staatilised soojust{0}}isoleerivad piirkihid, mis moodustuvad aeglaselt-liikuvate paksude vedelike poolt, vähendavad drastiliselt tavaliste lamedate kuumutusplaatide soojusvahetuse efektiivsust kõrge-viskoossusega keemilise töötlemise paakides. Tehase soojus- ja protsessiinseneride meeskonnad saavad viidata viskoossuse hindamise võrdlusnäitajate tabelile, et uuendada olemasolevat termilist riistvara või kohandada kuumutusplaatide pinnastruktuuri disaini. Kohandatud ribidega madala-takistusega PTFE kuumutusplaate saab toota ainult kõrge-viskoossusega geel- ja lobrikattega mahutite jaoks. Viskoosse vedeliku soojusülekande spetsialistid saavad esitada täielikke soojusvahetuse tõhususe simulatsiooniaruandeid ja pinnaprofiili optimeerimise soovitusi pärast keskmise viskoossuse väärtuse, tsirkulatsioonipumba voolukiiruse ja sihttemperatuuri stabiliseerimise kestuse nõuete esitamist.
