Metalliviimistlustehas paigaldas kahte sama suuruse ja keemilise koostisega puhastuspaaki identsed 5 kW PTFE sukelsoojendid. Ühes paagis kasutati õhku 2 CFM lineaarmeetri kohta. Teine toetus aeg-ajalt käsitsi segamisele. Mõlemad küttekehad töötasid 1,4 W/cm². Lõhutud küttekeha pidas vastu neli aastat. Segamata küttekeha ütles üheteistkümne kuuga üles. Sama võimsus. Sama vann. Erinevad voolud.
Segamiskiirus on muutuja, mis teisendab nominaalse vattiheduse spetsifikatsiooni tegelikuks ohutuks töötingimusteks. Vattide tiheduse arv andmelehel eeldab mõningast baasvoolu. Kui kütteseadme tegelik vooluhulk langeb sellest eeldusest allapoole, langeb ohutu vattitihedus-ja kütteseade maksab selle hinna.
Piirikiht: kus soojusülekanne tegelikult toimub
Kuumus väljub kütteseadmest läbi õhukese vedelikukile, mida nimetatakse termiliseks piirkihiks. Selles kihis liigub soojus juhtivuse, mitte konvektsiooni teel. Mida õhem on kiht, seda kiiremini soojus väljub ja seda madalam on küttekeha pinnatemperatuur antud vattiheduse korral.
Voolukiirus reguleerib piirkihi paksust. 0,5 m/s korral võib kiht olla alla 1 mm. Kiirusel 0,05 m/s-tõhusalt seisva-võib see kasvada 3–5 mm-ni. Paksem kiht tähendab kõrgemat soojustakistust, mis tähendab kõrgemat kerise pinna temperatuuri sama võimsuse juures.
Suhe ei ole lineaarne. Voolukiiruse poole võrra vähendamine ei kahekordista piirkihi paksust. Kuid halvasti segatavatele plaadistuspaakidele tüüpilises madalas kiirusvahemikus põhjustavad väikesed muutused voolus suuri muutusi soojusülekandes. See on põhjus, miks ühes paagis hästi töötav kütteseade ebaõnnestub enneaegselt teises identse vattihedusega, kuid nõrgema segamisvõimega.
| Kohalik voolukiirus | Piirikihi paksus | Soojusülekande koefitsient | Küttekeha ΔT 1,2 W/cm² | Ohutu vattihedus |
|---|---|---|---|---|
| >0.5 m/s | <1 mm | Kõrge | 6-10 kraadi | 1,6–2,0 W/cm² |
| 0.2–0.5 m/s | 1-2 mm | Mõõdukas – kõrge | 10-16 kraadi | 1,3–1,6 W/cm² |
| 0.1–0.2 m/s | 2-3 mm | Mõõdukas | 16-24 kraadi | 1,0–1,3 W/cm² |
| <0.05 m/s | 3-5 mm | Madal | 24-40 kraadi | 0,6–0,9 W/cm² |
Voolukiiruse ja vattiheduse suhted vesipõhiste protsessivannide puhul temperatuuril 50–80 kraadi
Miks paagi-taseme segamine ei võrdu kütteseadme-tasemega vooluga
Üldine spetsifikatsiooniviga eeldab, et paagi segamine jõuab kütteseadmeni. Pihustorud on paigutatud nii, et see liigutab vedelikku töödeldavate detailide, mitte küttekehade ümber. Õpetajad on suunatud protsessitsoonile. Kütteseade asub nurgas, riiulijuhiku taga või ülekandemehhanismi all, kus vooluhulk on murdosa kogu keskmisest.
Kattepaakides tehtud välimõõtmised näitavad järjekindlalt, et kohalik kiirus küttekeha pinnal on 30–70% väiksem kui paagi keskmine kiirus. Surnud tsoonides-nurkades, deflektorite taga, kinnitusdetailide all-võib see olla 80–90% madalam.
Seetõttu hindab vattitiheduse valik paagi{0}taseme segamisel üle ohutu piiri. Kütteseade töötab voolukeskkonnas, mis on oluliselt halvem kui puistepaagi seisund. Põhimahus töötav vattihedus ebaõnnestub kütteseadmes.
Agitatsioonimeetodid ja nende ulatus
Erinevad segamismeetodid tagavad küttekeha pinnal erinevad vooluomadused.
Kõige tavalisem meetod on õhu pihustamine. See on efektiivne lahtise segamise korral, kuid tekitab väljalasketoru lähedal lokaalset turbulentsi, mis vahemaaga vaibub. Küttekeha, mis on paigutatud 300 mm kaugusele pihustusavast, võib näha ainult 20–30% toru juures mõõdetud kiirusest.
Õppejõu ringlus tagab rohkem suunatud voolu. Kütteseadme pinnale suunatud otsik edastab kontsentreeritud joa, mis säilitab kiiruse pikema vahemaa jooksul. See on kõige tõhusam meetod voolu parandamiseks konkreetses kohas.
Töödeldava detaili liikumine-tünni pöörlemine või raami võnkumine- aitab kaasa massilisele segamisele, kuid harva tekitab soojendi pinnal märkimisväärset kiirust, välja arvatud juhul, kui toorikud liiguvad küttekeha lähedalt.
Pumba retsirkulatsioon spetsiaalse küttekambriga tagab kõige ühtlasema voolu. Väike pump tõmbab paagist välja ja tühjendab üle küttekeha, säilitades ühtlase kiiruse sõltumata muust segamisest. Selline paigutus on levinud suurtes plaadistuspaakides, kus küttekeha töökindlus on kriitiline.
| Segamismeetod | Kiirus küttekeha juures (kaugus 300 mm) | Võimalik vattiheduse suurendamine | Seadmete maksumus | Parim rakendus |
|---|---|---|---|---|
| Ei mingit agitatsiooni | <0.05 m/s | Lähtejoon | Mitte ühtegi | Ei soovita |
| Õhu pihustamine, üldine | 0.05–0.1 m/s | +0.1–0,2 W/cm² | Madal | Väikesed tankid |
| Õhu pihustamine, suunatud | 0.1–0.2 m/s | +0.2–0,3 W/cm² | Madal | Enamik plaadistuspaake |
| Kasvataja küttekehas | 0.3–0.5 m/s | +0.3–0,5 W/cm² | Mõõdukas | Viskoossed vannid |
| Spetsiaalne retsirkulatsioon | 0.4–0.6 m/s | +0.4–0,6 W/cm² | Kõrgem | Kriitilised rakendused |
Kiiruse ja vattiheduse andmed plaadistus- ja keemilise töötlemise mahutites tehtud välimõõtmistest
Wattitiheduse ja tegeliku kütteseadme{0}}taseme voolu sobitamine
Praktiline lähenemine on mõõta või hinnata voolukiirust kütteseadme asukohas, mitte paagi keskmist. Kui mõõtmine on ebapraktiline, kasutage küttekeha asendil ja segamismeetodil põhinevaid konservatiivseid hinnanguid.
Nurgas asuva küttekeha puhul, kus on ainult üldine pihustus, oletagem 0,05–0,1 m/s. Suunatud pritsimisega põhivooluteel asuva küttekeha puhul eeldatakse 0,2–0,3 m/s. Spetsiaalse induktori või retsirkulatsiooniga küttekeha puhul eeldage 0,3–0,5 m/s.
Valige vattihedus ülaltoodud tabeli vastavast reast. Kui nõutav pindala selle vattiheduse juures ületab olemasoleva paagi ruumi, on võimalik parandada segamist, vähendada koguvõimsust või kasutada kohandatud küttekeha konfiguratsiooni, mis tagab suurema pindala.
Voolu parandamine ilma suuremate muudatusteta
Kerisest 150–250 mm kaugusel paiknev ja piki kerise pinda suunatud väike väljalaskeotsik võib tõsta lokaalse kiiruse seisvast kiirusest 0,3–0,5 m/s-ni. Düüsi saab käitada väikese pumba või suruõhuga ning paigalduskulu on tagasihoidlik võrreldes rikkis küttekeha iga-aastase väljavahetamisega.
Otse vertikaalselt paigaldatud küttekeha all asuv perforeeritud väljalasketoru tekitab mullide kardina, mis pühib küttekeha pinna. See on vähem efektiivne kui õhuvoolik, kuid nõuab ainult suruõhuühendust ja perforeeritud toru pikkust.
Küttekeha ümberpaigutamine peamisele tsirkulatsiooniteele -kui paagi paigutus lubab-on lihtsaim täiustus. Küttekeha liigutamine nurgast 100–150 mm kaugusele sissepuhketorust võib kohaliku kiiruse kahekordistada ilma seadmeteta.
Kui standardsed küttekehad ei vasta voolu tegelikkusele
Keerulise sisemise kinnitusega ja piiratud segamisega mahutid ei suuda sageli mahutada standardseid PTFE-sukelsoojendeid vattihedusega, mida küttekeha tegelik voolutase nõuab. 5 kW võimsusega 0,8 W/cm² jaoks on vaja üle 6000 cm² küttekeha pinda -rohkem kui üks kütteseade annab tüüpiliste paagi mõõtmete piires.
Kohandatud PTFE-sukelsoojendi konfiguratsioon voolu-optimeeritud asendi, spetsiaalse voolutoru ja väiksema vattihedusega lahendab voolu nälgimise algpõhjuse. Spetsifikatsiooniprotsess nõuab paagi mõõtmeid, segamismeetodit, küttekeha asendit vooluallikate suhtes, vanni keemiat ja nõutavat võimsust. Rajatiste puhul, mis kasutavad mitut erineva segamistingimustega paaki, kohandab see rakendusespetsiifiline lähenemine vattiheduse kütteseadme tegelikule voolukeskkonnale, mitte paagi nominaalsele seisundile.
