Uue paagi küttekeha suuruse määramisel on sageli esimene küsimus "Mitu vatti galloni kohta?" Kuigi üksikasjalik soojuskao arvutus on ideaalne, on kiired võrdlusväärtused kasulikuks lähtepunktiks,{0}}eriti kui vedeliku tüüp vastust oluliselt muudab. Erinevad lahendused nõuavad erinevat võimsustihedust ruumalaühiku kohta ja ühe reegli kasutamine kõigi vedelike jaoks põhjustab kas aeglast kuumutamist või seadmete kahjustusi. W-per-galloni meetod on umbkaudne suurusjuhis, mis põhineb tüüpilistel tööstuslike paagi soojuskadudel ja soovitud kuumenemis-aegudel, kuid seda tuleb kohandada konkreetse kuumutatava vedeliku jaoks.
Vattide galloni kohta suuruse määramise juhisena
Watti galloni kohta (W/gal) väljendab küttekeha võimsust, mis on vajalik vedeliku mahuühiku kohta temperatuuri hoidmiseks või tõstmiseks keskmistes tingimustes. See mõõdik arvestab soojuskadusid paagi seinte kaudu, vedeliku pinna aurustumist ja vedeliku soojuslikke omadusi. Kõrge isolatsiooniga paakide jaoks, mis nõuavad aeglast kuumutamist,{2}}piisab madalamatest W/gal väärtustest. Isoleerimata paakide või kiire{4}}kuumutamise vajaduse korral on vaja kõrgemaid väärtusi. Allpool toodud arvud eeldavad mõõdukalt isoleeritud paaki (nt 25–50 mm isolatsiooni), ümbritseva õhu temperatuuri 20 °C ja soovitud temperatuuritõusu 40–60 °C.
Rusikareegel--Soovitused lahenduse tüübi järgi
Vesi ja lahjendatud vesilahused
Vee, deioniseeritud vee ja enamiku lahjendatud vesilahuste (pH 6–8, madal kuivainesisaldus) puhul piisab tavaliselt temperatuuri hoidmiseks normaalsetest soojuskadudest 10–15 W/gal. Esialgseks soojendamiseks -ümbritsevast temperatuurist 60–80 °C-ni 2–4 tunni jooksul on soovitatav 20–30 W/gal. Vesi on suure erisoojusmahuga (4,18 kJ/kg·K) ja suhteliselt hea soojusjuhtivusega, võimaldades suuremat vattihedust ilma lokaalse ülekuumenemiseta. Vahemiku ülemine ots (15 W/gal hoolduseks) kehtib isoleerimata või suure pinnasegutusega paakide kohta.
Õlid ja madala{0}}juhtivusega vedelikud
Õlid (mineraalõli, termoõli, hüdroõli) ja muud viskoossed vedelikud vajavad oma madalama erisoojuse (1,8–2,4 kJ/kg·K) ja halva soojusjuhtivuse tõttu oluliselt vähem võimsust galloni kohta. Hooldusvahemik 5–8 W/gal on standardne. Algsoojenduse{6}}väärtused ei tohiks ületada 10–15 W/gal, kuna suurem võimsuskontsentratsioon põhjustab lokaalset kile keemist ja PTFE pinna lagunemist. Sageli on täheldatud, et 10 W/gal kasutamine õli hoolduseks põhjustab ülegabariidi ja kiire PTFE rikke. Täpsem meetod hõlmab nõutava võimsuse arvutamist õli massi ja erisoojuse põhjal ning seejärel selle võimsuse jaotamist pika küttekeha peale, et hoida vattide tihedus alla 0,8 W/cm².
Happevannid (plaadistamine, marineerimine, anodeerimine)
Happelahustel,{0}}nagu väävelhape, vesinikkloriidhape, kroomhape ja nikkelatsetaathermeetikud-on paljudel juhtudel suurem tihedus ja erisoojus kui vees. Näiteks 20% väävelhappe erisoojus on umbes 3,5 kJ/kg·K, kuid selle tihedus on umbes 1,14 kg/L, mille tulemuseks on vee mahuline soojusmahtuvus, mis on sarnane või suurem kui vee maht. Järelikult vajavad happevannid sageli hoolduseks 20–30 W/gal ja kiireks{11}}kuumutamiseks 40–60 W/gal. Kõrgemad väärtused põhjustavad agressiivseid soojuskadusid paagi seinte kaudu (paljud happepaagid on valmistatud polüpropüleenist või PVDF-ist, mis on halvad isolaatorid) ja vajadust hoida plaadistuse kvaliteedi tagamiseks täpset temperatuuri. PTFE-soojendi vattihedust tuleb siiski hoida 1,5 W/cm² või alla selle, mis võib nõuda mitut pikka küttekeha, mitte ühe lühikese ja suure{16}}võimsusega seadme.
Wattitiheduse piiride roll
Kriitiline piirang, mis tühistab vattide -galloni kohta{1}} reegli, on PTFE-küttekehade maksimaalne lubatud vattide tihedus: 1,5 W/cm². Koguvõimsus peab olema jaotatud piisavale ümbrise pindalale, et jääda sellest piirist allapoole. Õlikütte puhul on ohutu vattihedus halva soojusjuhtivuse ja koksimise ohu tõttu palju madalam -tavaliselt 0,5–0,8 W/cm²-. Seetõttu võib õlipaagi 6 kW küttekeha vajada 2–3 korda pikemat kuumutatud pikkust kui 6 kW veesoojendi. Praktikas hoitakse PTFE küttekeha vattide arvutamisel õli galloni kohta koguvõimsust teadlikult madalal (5–8 W/gal), nii et isegi tagasihoidlik küttekeha pindala jääb alla 0,8 W/cm².
Happevannide puhul, mille võimsus on 30 W/gal, võib koguvõimsus olla suur. Kui paagi maht on 100 gallonit, on hoolduseks 3000 W (3 kW). 1,5 W/cm² juures on nõutav köetav pind 2000 cm². Tüüpilise PTFE-küttekeha 25 mm läbimõõduga pindala on ligikaudu 78,5 cm² 100 mm pikkuse kohta. Seega on vaja kuumutatud pikkust umbes 2550 mm (2,55 meetrit). Seda saab saavutada kahe või kolme sirge vertikaalse küttekeha või pika L{19}}kujulise kujundusega.
Olulised hoiatused
Need vatt{0}}galloni kohta{1}} on alghinnangud, mitte lõplikud spetsifikatsioonid. Tegelikud võimsusnõuded sõltuvad:
Mahuti isolatsioon: isoleerimata teras- või plastpaagid võivad soojuskadusid kahekordistada.
Ümbritsev temperatuur: külmad töökoja põrandad (5–10°C) suurendavad kütte{2}}energiavajadust.
Soovitud kütmisaeg-: kütte-aja poole võrra vähendamine kahekordistab vajaliku võimsuse.
Pinna segamine: õhu pihustamine või osade liikumine suurendab aurustumise soojuskadu.
Paagi materjal: metallpaagid juhivad soojust väljapoole; plastmahutitel on madalam soojusjuhtivus, kuid nende seinad võivad olla õhemad.
Täpse suuruse määramiseks on soovitatav arvutada soojuskadu, kasutades paagi pindala, isolatsiooni R-väärtust ja soovitud temperatuurierinevust. Vattide -galloni kohta{3}}meetodit on kõige parem kasutada esialgse eelarve koostamiseks või väikeste paakide (alla 50 galloni) jaoks, kus üksikasjalikud arvutused ei ole nii olulised.
Järeldus
Watts{0}}per-gallon reeglid pakuvad kiiret hinnangut PTFE-soojendite suuruse määramiseks: 10–15 W/gal vee puhul, 5–8 W/gal õlide puhul ja 20–30 W/gal happevannide puhul. Need väärtused on praktiline lähtepunkt, kuid lõpliku suuruse määramisel tuleks arvesse võtta tegelikke soojuskadusid, soovitud kuumenemisaega ja kriitilist PTFE vattiheduse piiri 1,5 W/cm² (õlide puhul 0,5–0,8 W/cm²). Õige suurus väldib nii alakuumenemist (aeglane tootmine, halb protsessikvaliteet) kui ka kütteseadme enneaegset riket (kuivpõletus, PTFE lagunemine). Usaldusväärse-pikaajalise töö tagamiseks tuleks vattide -galloni kohta{19}}juhised kombineerida pinna kontrolli ja võimaluse korral paagisüsteemi täieliku termilise analüüsiga.
