مخازن فرآیند قلیایی که برای تمیز کردن، چربی زدایی و آماده سازی سطح استفاده می شوند، اغلب به دمای بالا و پایدار نیاز دارند. یک صفحه حرارتی با خروجی ناکافی می تواند برای حفظ دمای مورد نظر در طول تولید تلاش کند، در حالی که توان بیش از حد متمرکز بر روی یک سطح کوچک ممکن است گرمای بیش از حد موضعی ایجاد کند.
ایننسبت قدرت صفحه گرمایش-به-راه مفیدی برای ارزیابی این مبادله- ارائه می دهد. ظرفیت الکتریکی کل را با سطح واقعی موجود برای انتقال گرما به محلول قلیایی متصل می کند.
چگالی توان شدت حرارتی را تنظیم می کند
محاسبه اساسی ساده است:
چگالی توان=P/A
کجاPقدرت گرمایش است وAمنطقه گرمایش فعال است.
دو صفحه گرمایش را در نظر بگیرید که هر دو دارای 3 کیلو وات هستند. اگر یکی دارای 0.15 متر مربع مساحت فعال و دیگری 0.08 متر مربع باشد، طرح دوم با چگالی توان متوسط قابل ملاحظه ای بالاتر عمل می کند.
هر دو انرژی کل یکسانی را در واحد زمان ارائه می دهند، اما بار حرارتی به طور متفاوتی توزیع می شود.
این تمایز زمانی مهم می شود که محلول های قلیایی به آرامی در گردش هستند یا زمانی که یکنواختی دما بسیار مهم است.
چگالی توان بالاتر می تواند بازیابی را تسریع کند
نسبت توان به مساحت بالاتر-به-میتواند خروجی حرارتی قوی را از صفحه گرمایش فشرده ارائه دهد.
این می تواند در جایی که ابعاد مخزن محدود است یا جایی که حمام باید به سرعت پس از ورود قطعه کار سرد به فرآیند بهبود یابد، مفید باشد.
با این حال، گرمایش سریعتر لزوماً به معنای گرمایش بهتر نیست.
سطح باید گرما را به طور موثر به مایع منتقل کند. اگر گردش خون نتواند گرما را با سرعت لازم از سطح حذف کند، دمای سطح ممکن است به طور نامتناسبی افزایش یابد.
چگالی کم توان می تواند حاشیه حرارتی را بهبود بخشد
کاهش چگالی توان، بار حرارتی یکسان را روی سطح بزرگتری پخش می کند.
این به طور کلی گرمایش موضعی سطح را کاهش می دهد و می تواند حاشیه عملیاتی گسترده تری را فراهم کند.
مبادله- اندازه فیزیکی است.
یک صفحه گرمایش بزرگتر ممکن است به فضای نصب بیشتری نیاز داشته باشد و ممکن است با وسایل، سبدها یا مسیرهای گردش تداخل ایجاد کند.
بنابراین، چگالی توان کمتر تنها زمانی مفید است که هندسه مخزن موجود بتواند ناحیه فعال اضافی را در خود جای دهد.
| طراحی صفحه گرمایش | نسبت برق-به-مساحت | سرعت بازیابی | حاشیه حرارتی |
|---|---|---|---|
| جمع و جور، خروجی بالا | بالا | سریع | پایین تر |
| منطقه و قدرت متوسط | متوسط | متعادل | متعادل |
| سطح فعال بزرگ | پایین | کندتر | بالاتر |
| مساحت بزرگ + توان کل بالاتر | متوسط | سریع | بالقوه متعادل |
مقایسه تمایلات طراحی کلی را به جای محدودیت های ثابت برای هر محلول قلیایی نشان می دهد.
محلول های قلیایی هنوز هم به گردش موثر نیاز دارند
حتی اگر محلولهای تمیزکننده قلیایی میتوانند خواص انتقال حرارت{0} متفاوتی از حمامهای اسیدی داشته باشند، اصل حرارتی پایه یکسان باقی میماند.
صفحه گرمایش انرژی را از طریق لایه مرزی مایع منتقل می کند.
گردش قوی به طور مداوم جایگزین مایع گرم شده در نزدیکی سطح می شود.
گردش ضعیف اجازه می دهد تا یک لایه مرزی گرمتر در جای خود باقی بماند و انتقال حرارت موثر را کاهش دهد.
به همین دلیل، صفحه گرمایش یکسان می تواند در دو مخزن با حجم یکسان اما الگوهای گردش متفاوت رفتار متفاوتی داشته باشد.
ساخت و ساز سطح PTFE معادله حرارتی را تغییر می دهد
PTFE به دلیل مقاومت شیمیایی و خواص عایق الکتریکی آن به طور گسترده برای کاربردهای گرمایش شیمیایی انتخاب می شود.
رسانایی گرمایی نسبتاً پایین آن، طراحی{0}}انتقال گرما را از اهمیت ویژهای برخوردار میکند.
هنگامی که چگالی توان زیاد می شود، تفاوت دما از طریق ساختار PTFE می تواند قابل توجه تر شود.
یک طرح مقاومت توزیع شده و منطقه فعال کافی می تواند به جلوگیری از بارگذاری حرارتی موضعی بیش از حد کمک کند.
هدف صرفاً نگه داشتن محلول قلیایی حجیم در دمای مورد نظر نیست، بلکه حفظ یک رابطه دمایی معقول بین المنت حرارتی داخلی، سطح PTFE و مایع است.
اتلاف حرارت مخزن باید شامل شود
محاسبات توان-به-نباید مستقل از کل تقاضای حرارتی انجام شود.
از دست دادن حرارت از طریق دیواره های مخزن، سطح مایع در معرض، لوله کشی و تجهیزات اطراف رخ می دهد.
یک مخزن تمیز کننده قلیایی که در دمای بالا کار می کند ممکن است نیاز به گرمایش مداوم داشته باشد حتی زمانی که هیچ ماده جدیدی وارد حمام نمی شود.
اگر تلفات حرارتی دست کم گرفته شود، صفحه گرمایش ممکن است به طور مداوم نزدیک به حداکثر خروجی باقی بماند.
این شرایط می تواند ذخیره عملی موجود برای بازیابی تولید را کاهش دهد.
بارگذاری تولید نسبت مورد نیاز را تغییر می دهد
قطعات کار سرد می توانند انرژی حرارتی قابل توجهی را جذب کنند.
برای یک تخمین ساده:
Q=m × Cp × ΔT
بار تولید بزرگتر یا اختلاف دما بیشتر، نیاز بازیابی را افزایش می دهد.
بنابراین ممکن است یک خط تمیزکننده با توان بالا-به توان کلی بیشتری نیاز داشته باشد، در حالی که نسبت توان متوسط-به- را از طریق یک سطح گرمایش فعال بزرگتر حفظ می کند.
این می تواند به دستیابی به وات مورد نیاز از طریق صفحه بسیار فشرده-تراکم بالا ارجح باشد.
یکنواختی دما به بیش از اندازه بخاری بستگی دارد
یک صفحه گرمایش بزرگ به طور خودکار دمای یکنواخت را تضمین نمی کند.
اگر یک طرف مخزن گردش خون ضعیفی داشته باشد، آن بخش با وجود داشتن سطح گرمایش کافی می تواند خنک تر بماند.
به همین ترتیب، یک صفحه فشرده که مستقیماً در یک مسیر جریان قوی قرار می گیرد ممکن است کارآمد باشد.
نقشه برداری دما در طول راه اندازی می تواند تشخیص دهد که آیا محدودیت منطقه کافی نیست یا حرکت ضعیف مایع است.
از انتخاب از وات به تنهایی خودداری کنید
مشخصات صفحه گرمایش 5 کیلووات اطلاعات الکتریکی مفیدی را ارائه می دهد، اما در مورد بارگذاری حرارتی سطح کمی توضیح می دهد.
ناحیه فعال، توزیع مقاومت، دمای کارکرد، گردش مایع، هندسه مخزن و زمان بازیابی مورد نیاز تصویر حرارتی را کامل می کند.
این امر به ویژه برای مخازن قلیایی فشرده که فضای نصب محدود است بسیار مهم است.
قدرت عملی-به-انتخاب منطقه
یک نسبت توان صفحه گرمایشی مناسب-به-باید ظرفیت گرمایش کل کافی را فراهم کند و در عین حال شار حرارتی سطح را با گردش مایع و محدودیت دمای مواد سازگار نگه دارد.
نسبتهای بالا میتوانند از بازیابی سریع در تاسیسات فشرده پشتیبانی کنند، در حالی که نسبتهای پایینتر معمولاً حاشیه حرارتی بیشتر و گرمایش توزیعشدهتری را فراهم میکنند.
برای صفحات گرمایش سفارشی، غلظت قلیایی، دمای کارکرد، حجم مخزن، شرایط تلفات حرارتی{0}}، بارگذاری تولید، منطقه نصب در دسترس، نرخ گردش و زمان بازیابی مورد نیاز باید با هم ارزیابی شوند. تطبیق توان با سطح فعال، طراحی حرارتی قابل اطمینان تری را نسبت به انتخاب بالاترین وات موجود ارائه می دهد.
