یک کارخانه تکمیل فلز برای اندازه‌گیری یک بخاری غوطه‌وری PTFE جایگزین برای مخزن آندایز کننده اسید کرومیک 2000-لیتری لازم است. حمام در دمای 55 درجه کار می کرد و کارخانه به زمان گرمایش از 20 درجه چهار ساعت نیاز داشت. بخاری موجود کمتر از اندازه بود، و مخزن هرگز در زمان اوج تولید به نقطه تنظیم نرسید. تیم تعمیر و نگهداری باید قبل از سفارش تعویض، توان صحیح را محاسبه کند.
اندازه‌گیری یک بخاری غوطه‌وری PTFE برای مخزن اسید کرومیک به سه محاسبه نیاز دارد: بار گرما{0} بالا، بار تعمیر و نگهداری، و سطح مورد نیاز برای چگالی وات ایمن. هر محاسبه به شیمی حمام، ابعاد مخزن و شرایط عملیاتی بستگی دارد.
مرحله 1: محاسبه گرما{1}}تا بارگذاری
بار گرم کردن{0}} انرژی مورد نیاز برای بالا بردن حمام از محیط به نقطه تنظیم در زمان مورد نظر است. فرمول این است: kW=(لیتر × ΔT × Cp × چگالی) / (3600 × ساعت).
برای یک حمام 2000 لیتری اسید کرومیک با چگالی 1150 کیلوگرم بر مترمربع و گرمای ویژه 3.75 کیلوژول/کیلوگرم کلوین، گرمایش از 20 درجه تا 55 درجه در چهار ساعت تقریباً به 23 کیلو وات نیاز دارد. افزودن 20 درصد برای تلفات در هنگام گرم کردن، 28 کیلو وات می دهد.
| حجم مخزن | افزایش دما | زمان گرم کردن- | گرم کردن-افزایش بار | با 20 درصد حاشیه ضرر |
|---|---|---|---|---|
| 1,000 L | 35 درجه | 4 ساعت | 11.5 کیلو وات | 14 کیلو وات |
| 1,500 L | 35 درجه | 4 ساعت | 17.2 کیلو وات | 21 کیلو وات |
| 2,000 L | 35 درجه | 4 ساعت | 23.0 کیلو وات | 28 کیلو وات |
| 2,500 L | 35 درجه | 4 ساعت | 28.7 کیلو وات | 34 کیلو وات |
| 3,000 L | 35 درجه | 4 ساعت | 34.5 کیلو وات | 41 کیلو وات |
بار گرم کردن برای حمام‌های اسید کرومیک با 1150 کیلوگرم بر متر مکعب و 3.75 کیلوژول/کیلوگرم · K
مرحله 2: بار تعمیر و نگهداری را محاسبه کنید
بار تعمیر و نگهداری انرژی مورد نیاز برای حفظ نقطه تنظیم در برابر تلفات مداوم است. برای یک مخزن 2000 لیتری در 55 درجه، تلفات دیواره 1.5-2.5 کیلو وات، تلفات سطحی 0.8-1.5 کیلو وات و بار تولید 1-3 کیلو وات است. کل بار نگهداری 3.3-7.0 کیلو وات است.
اندازه بخاری باید برای بار گرمای{0} بزرگتر یا بار تعمیر و نگهداری بیشتر باشد. برای این مخزن، بار گرمایی 28 کیلو وات بیشتر است.
مرحله 3: مساحت سطح مورد نیاز را محاسبه کنید
مساحت سطح به وات و چگالی وات ایمن برای اسید کرومیک بستگی دارد. برای یک بخاری غوطه ور PTFE در اسید کرومیک در دمای 55 درجه، چگالی وات ایمن 1.0-1.2 W/cm² است.
برای کارکرد 28 کیلووات با 1.0 وات بر سانتی متر مربع، مساحت سطح مورد نیاز 28000 سانتی متر مربع است. یک بخاری مستقیم با قطر غلاف 50 میلی متر به طول گرمایش 17834 میلی متر-بسیار طولانی تر از هر مخزن معمولی نیاز دارد. یک پیکربندی چند گذر{10} یا چندین گرمکن لازم است.
| وات | چگالی وات ایمن | مساحت سطح مورد نیاز | طول گرم شده در غلاف 50 میلی متر | چند{0}}پیکربندی پاس |
|---|---|---|---|---|
| 15 کیلو وات | 1.0 وات بر سانتی متر مربع | 15000 سانتی متر مربع | 9554 میلی متر | 6 پاس × 1592 میلی متر |
| 20 کیلو وات | 1.0 وات بر سانتی متر مربع | 20000 سانتی متر مربع | 12739 میلی متر | 8 پاس × 1592 میلی متر |
| 25 کیلو وات | 1.0 وات بر سانتی متر مربع | 25000 سانتی متر مربع | 15924 میلی متر | 10 پاس × 1592 میلی متر |
| 28 کیلو وات | 1.0 وات بر سانتی متر مربع | 28000 سانتی متر مربع | 17834 میلی متر | 12 پاس × 1486 میلی متر |
| 30 کیلو وات | 1.0 وات بر سانتی متر مربع | 30000 سانتی متر مربع | 19108 میلی متر | 12 پاس × 1592 میلی متر |
سطح سطح و پیکربندی چند{0}}مورد نیاز برای اسید کرومیک در 1.0 W/cm²
مرحله 4: عمق غوطه وری و تناسب مخزن را تأیید کنید
بخاری باید در مخزن مناسب باشد و در حداقل سطح مایع کاملاً در زیر آب بماند. یک مخزن 2,000 لیتری با ابعاد 1,500 × 1,200 × 1,100 میلی‌متر دارای طول گرمایش قابل استفاده تقریباً 800-900 میلی‌متر است. یک بخاری چند پاس با 12 پاس 1486 میلی متری هر کدام نمی تواند در یک مخزن جا شود.
راه حل عملی استفاده از چندین بخاری است که در اطراف محیط مخزن توزیع شده اند. سه بخاری، هر کدام با 10 کیلو وات در 1.0 وات بر سانتی متر مربع، در مجموع 30 کیلو وات تولید می کنند. هر بخاری دارای یک پیکربندی چند-گذر است که متناسب با فضای موجود است.
مرحله 5: چگالی وات و دمای سطح را بررسی کنید
چگالی وات از مجموع وات و سطح کل محاسبه می شود. برای 28 کیلو وات و 28000 سانتی متر مربع، چگالی وات 1.0 وات بر سانتی متر مربع است. در 1.0 وات بر سانتی‌متر مربع در حمام اسید کرومیک با مخلوط متوسط در دمای 55 درجه، دمای سطح تقریباً 75 تا 80 درجه است. این در محدوده ایمن برای PTFE است.
اگر دمای سطح محاسبه شده از 85 درجه بیشتر شود، چگالی وات باید کاهش یابد و سطح سطح افزایش یابد.
وقتی هیترهای استاندارد نمی توانند نیاز برق و سطح را برآورده کنند
مخازن بزرگ اسید کرومیک با بارهای گرمای{0} بالا اغلب نمی‌توانند بخاری‌های غوطه‌وری PTFE استاندارد را در تراکم وات پایینی که شیمی نیاز دارد، در خود جای دهند. یک پیکربندی سفارشی بخاری غوطه‌وری PTFE با چندین بخاری، سطح بزرگ و چگالی وات کم، علت اصلی عدم تطابق قدرت و مساحت سطح را برطرف می‌کند. فرآیند مشخصات به حجم مخزن، شیمی حمام، دمای کارکرد، هدف زمان گرم کردن{3} و وات مورد نیاز نیاز دارد. برای تأسیسات دارای مخازن اسید کرومیک بزرگ، این رویکرد کاربردی{5}}تضمین می‌کند که بخاری برق مورد نیاز را در دمای سطح ایمن ارائه می‌کند.
