Spetsiaalne keemiatehas teatas ebaharilikust sümptomist: viskoosses polümeerilahuses olev PTFE sukelsoojendi kostis igal hommikul esimesel kuumutustunnil{0}} teravat praksuvat või hüppamist. Müra lakkas, kui vann saavutas seadeväärtuse. Soojendil nähtavaid kahjustusi ei olnud ja voolutugevus oli normaalne. Kuid müra oli hoiatusmärk, -kus küttekeha pinnal tekkis kuumutus-lokaalne keemine.
Kuumenemise ajal tekkiv aurumüra{0}} on sümptom, et kile keeb PTFE pinnal. Küttekeha pinnatemperatuur on piisavalt kõrge, et sellega kokkupuutuv vedelik aurustuda, kuid aur ei saa kiiresti väljuda, kuna vedelik on viskoosne. Aurumullid varisevad eraldumisel ägedalt kokku, tekitades hüppamise.
Miks viskoossed vannid tekitavad aurumüra?
Madala -viskoossusega vedelikus, nagu vesi, eralduvad aurumullid kergesti ja tõusevad pinnale. Need vajuvad jahedamas puistevedelikus vaikselt kokku. Protsess on sujuv ja müra ei tekita.
Viskoosses vedelikus on küttekeha pinna piirkiht paks. Pinnale tekkivad aurumullid ei saa kergesti eralduda, kuna viskoosne vedelik takistab nende liikumist. Mullid kasvavad enne vabanemist suuremaks. Kui nad lõpuks eralduvad, vajuvad nad kiiresti kokku ja kokkuvarisemine tekitab rõhulaine, mida kuuleb hüppamise või praksuva helina.
| Vedeliku viskoossus | Mullide eraldumine | Mulli suurus eraldamisel | Collapse Energy | Müra tase |
|---|---|---|---|---|
| <10 mPa·s | Lihtne | Väike | Madal | Mitte ühtegi |
| 10–100 mPa·s | Mõõdukas | Mõõdukas | Mõõdukas | Nõrk |
| 100–1000 mPa·s | Raske | Suur | Kõrge | Kuuldav |
| >1000 mPa·s | Väga raske | Väga suur | Väga kõrge | Valju |
Viskoossus ja selle mõju mullide eraldumisele ja müra tekitamisele
Miks kütmine{0}}on kõige haavatavam faas?
Soojenemise ajal-töötab kütteseade täisvõimsusel. Pinna temperatuur on kõrgem kui püsioleku-talitluse ajal, kuna vedelik on jahedam ning temperatuuride erinevus küttekeha ja vedeliku vahel on suurem. Kõrgem pinnatemperatuur suurendab aurude moodustumise kiirust.
Samuti on vedelik kuumutamisel{0}}viskoossem. Enamiku vedelike viskoossus väheneb temperatuuri tõustes. Polümeerilahuses, mis on 15 000 mPa·s 25 kraadi juures, võib 60 kraadi juures olla 5000 mPa·s. Kuumutamise ajal{10}}on küttekeha lähedal olev vedelik jahedam ja viskoossem kui seadeväärtusel. Viskoosne vedelik püüab aurumullid kinni ja müra on valjem.
Miks on aurumüra oluline?
Aurumüra ei ole lihtsalt häiriv. See näitab, et küttekeha pinnal toimub lokaalne keemine. Keetmisel tekib aurutekk, mis isoleerib pinda. Pinnatemperatuur tõuseb ja PTFE laguneb kiiremini kui tavalistes töötingimustes.
Aurumullide korduv kokkuvarisemine tekitab ka PTFE-le mehaanilist pinget. Varingutest tulenevad rõhulained põrkuvad polümeeri pinnale. Aja jooksul võib stress põhjustada väsimuspragusid ja villide teket.
Aurumüra vältimine viskoossetes vannides
Kõige tõhusam ennetus on küttekeha pinnatemperatuuri vähendamine alla vedeliku keemispunkti. Selleks on vaja vähendada vattihedust ja parandada vooluhulka küttekeha pinnal.
Madalam vattihedus-0,5–0,8 W/cm²-alandab pinnatemperatuuri 15–25 kraadi võrra, võrreldes 1,0–1,2 W/cm². Madalam temperatuur hoiab enamiku viskoossete vedelike pinna keemistemperatuurist madalamal.
Parem vool küttekeha pinnal-edoktorist, tsirkulatsioonipumbast või mehaanilisest segistist-vähendab piirkihi paksust ja alandab pinnatemperatuuri. Lokaalne kiirus 0,3–0,5 m/s on piisav, et vältida aurumüra enamikus viskoossetes vedelikes.
| Ennetusmeede | Mõju pinnatemperatuurile | Rakendamine |
|---|---|---|
| Madalam vattihedus, 0,5–0,8 W/cm² | 15–25 kraadi madalam | Küttekeha disain |
| Kasvataja küttekehas | 20-30 kraadi madalam | Väike pump või suruõhk |
| Tsirkulatsiooni silmus | 25-35 kraadi madalam | Pump ja torustik |
| Mehaaniline segamine | 15–25 kraadi madalam | Segaja või segaja |
Aurumüra ennetusmeetmed viskoossetes vannides
Kui aurumüra viitab disainiprobleemile
Kütteseade, mis eraldab aurumüra hoolimata madalast vattihedusest ja paremast voolust, näitab, et küttekeha ei sobi viskoosse vedelikuga. Kohandatud PTFE sukelsoojendi konfiguratsioon väga väikese vattiheduse, suure pindala ja voolu optimeeritud asendiga{1}} kõrvaldab lokaalse keemise algpõhjuse. Spetsifikatsiooniprotsess nõuab vedeliku viskoossust töötemperatuuril, keemistemperatuuri, küttekeha asendit, voolutingimusi ja nõutavat võimsust. Viskoossete protsessivedelikega rajatiste puhul vähendab see -rakendusspetsiifiline lähenemine aurumüra ja pikendab küttekeha kasutusiga.
