Miks on PTFE sukelküttekeha valimisel oluline kemikaalide kontsentratsioon?

Keemiline vann võib normaalse tootmise ajal välja näha stabiilne, samal ajal kui selle kontsentratsioon muutub järk-järgult. Aurustumine, täiendamine, väljatõmbamine{1}}, keemiline doseerimine ja vee lisamine võivad kõik lahuse koostist muuta.

aPTFE sukelkütteseade, on see muudatus oluline, kuna keemiline kontsentratsioon mõjutab materjalide ühilduvust, soojus-ülekande käitumist, ladestusi ja üldist soojuskoormust. Ainult paagi mahu ja võimsuse järgi valitud küttekeha võib seetõttu pärast vanni keemilise koostise muutumist erinevalt toimida.

Kontsentratsioon on tähtsam kui pH üksi

pH annab kasulikku teavet, kuid see ei kirjelda täielikult keemilist kuumutuskeskkonda.

Kaks sarnaste pH väärtustega lahust võivad sisaldada erinevaid happeid, sooli, oksüdeerivaid aineid, metalliioone või lisaaineid. Seetõttu võib nende mõju avatud küttekeha komponentidele olla erinev.

PTFE-d kasutatakse laialdaselt kaitsematerjalina söövitava keemilise kuumutamise korral, kuna sellel on laialdane keemiline vastupidavus. Tegelik sobivus sõltub siiski konkreetsest keemilisest koostisest ja töötemperatuurist.

Tehnilise valiku jaoks tuleks spetsifikatsioonis määratleda keemilised liigid ja ligikaudne kontsentratsioon, mitte lihtsalt öelda "happevann" või "aluseline lahus".

Kontsentratsioon võib muuta termilist koormust

Keemiline kontsentratsioon võib samuti mõjutada vanni füüsikalisi omadusi.

Tihedus, viskoossus, erisoojusmahtuvus ja soojusjuhtivus võivad kontsentratsiooni muutudes muutuda. Need omadused mõjutavad seda, kui kiiresti soojus läbi vedeliku liigub ja kui palju energiat on vaja selle temperatuuri tõstmiseks.

Partiikütmise puhul võib peamise mõistliku{0}}kuumutamise seose väljendada järgmiselt:

Q=mcΔT

kusmon vedel mass,con erisoojusmahtuvus jaΔTon vajalik temperatuuri tõus.

Kui kontsentratsioon muudab lahuse tihedust või soojusmahtuvust, võib tegelik energiavajadus erineda vee{0}}sarnastel eeldustel põhinevast arvutusest.

See muutub eriti oluliseks, kui kontsentreeritud keemilist lahust kuumutatakse ümbritseva keskkonna temperatuurist kontrollitud protsessitemperatuurini.

Miks viskoossus ja tsirkulatsioon on olulised?

Mõned kontsentreeritud keemilised lahused muutuvad viskoossemaks. Suurem viskoossus võib vähendada loomulikku konvektsiooni ja muuta vedeliku liikumist kütteseadme ümber.

See tekitab termilise-disaini probleemi.

A PTFE sukelkütteseadesõltub ümbritsevast vedelikust soojuse eemaldamiseks küttepinnalt. Kui tsirkulatsioon nõrgeneb, võib lokaalne temperatuur kerise ümber tõusta isegi siis, kui vanni temperatuuriandur näitab vastuvõetavat keskmist temperatuuri.

Lihtsustatud soojusülekande{0}}mudel on:

Q=hAΔT

Kui efektiivne tsirkulatsioon väheneb, siis soojus{0}}ülekandetegurhvõib ka väheneda. Sama küttevõimsuse säilitamine võib siis nõuda suuremat temperatuuride erinevust küttepinna ja lahtise vedeliku vahel.

See on üks põhjus, miks koos keemilise kontsentratsiooniga tuleks arvestada küttekeha pindala ja võimsusjaotusega.

Kontsentratsioon võib soodustada hoiuseid

Mõned kontsentreeritud protsessivannid on altid kristalliseerumisele või sadestumisele, kui kohalikud temperatuurid tõusevad suuremahulise lahuse temperatuurist kõrgemaks.

Sadestused küttepinnal võivad tekitada täiendava soojustakistuskihi. Aja jooksul võib kütteseade vajada suuremat temperatuurierinevust, et vedelikule sama palju soojust edastada.

Lihtsustatud soojustakistuse{0}}mudelit saab esitada järgmiselt:

Q=ΔT/Rtotal

kusRkokkutähistab kombineeritud soojustakistust läbi asjakohaste kihtide.

Praktiline tähendus on oluline: küttekeha võimsuse suurendamine ei ole alati õige reaktsioon aeglasele kuumutamisele. Ladestusal{1}}vannis võib sobivam olla kütte-ala jaotuse, tsirkulatsiooni ja puhastusprotseduuride parandamine.

Kontsentratsiooni{0}}põhine spetsifikatsiooni näide

Mõelge keemiapaaki, mis töötab järgmistes näitlikes tingimustes:

Ülaltoodud joonised on pigem illustreerivad kui universaalsed tööpiirangud. Küttekeha tegelik suurus nõuab konkreetse protsessi keemilisi omadusi ja{1}}soojuskao tingimusi.

Kontsentratsioon muutub tootmise ajal

Staatiline keemiline spetsifikatsioon ei pruugi esindada kogu tootmistsüklit.

Näiteks võib aurustumine suurendada kontsentratsiooni, samas kui vee täiendamine võib seda vähendada. Väljatõmme{1}}võib eemaldada nii vedelaid kui ka lahustunud kemikaale. Automaatne doseerimine võib enne täielikku segunemist tekitada ajutisi kontsentratsioonigradiente.

Sel põhjusel tuleks kütteseadme konstruktsioonis arvestadanormaalne töökontsentratsiooni vahemik, mitte ainult üks laborimõõtmine.

Kui kontsentratsioon muutub oluliselt, tuleks temperatuuri reguleerimist ja tsirkulatsiooni hinnata kogu eeldatava tööakna jooksul.

Millised hankespetsifikatsioonid peaksid sisaldama

PTFE sukelsoojendi kasulik ostuspetsifikatsioon peaks tuvastama:

Keemiline nimetus ja kontsentratsioonivahemik

Vanni minimaalne ja maksimaalne temperatuur

Nõutav küttevõimsus

Paagi mõõtmed ja vedeliku maht

Normaalne ja minimaalne vedeliku tase

Tsirkulatsiooni- või segamistingimused

Oodatavad ladestused või heljumid

Töötunnid ja tootmistsükkel

Saadaval pinge ja elektriline konfiguratsioon

Küttekeha nõutavad mõõtmed ja paigalduskorraldus

Need üksikasjad võimaldavad materjalide ühilduvust ja soojuslikkust koos hinnata.

Seetõttu tuleks keemilist kontsentratsiooni käsitleda pigem südamiku soojendaja-valimise parameetrina kui sekundaarse protsessi detailina. Usaldusväärne korrodeeriva plaadistuse ja keemiatöötlemise{2}}paakide jaoksPTFE sukelkütteseadedisain sõltub PTFE konstruktsiooni, küttepinna, võimsuse jaotuse, sukeldumissügavuse ja juhtimisseadiste vastavusest tegelikule kontsentratsioonivahemikule.

Kui keemia on ebatavaliselt kontsentreeritud, muutuv või kombineeritud piiratud tsirkulatsiooniga, võib kohandatud kütteseadme spetsifikatsioon anda tehniliselt sobivama aluse seadmete valikuks ja hinnapakkumiseks.