یک خط آبکاری قرقره-به-قرقره که رسوب مستمر مس و نیکل را روی مدارهای انعطاف‌پذیر انجام می‌دهد، ضخامت رسوب متناقض را در امتداد عرض نوار گزارش کرد. لبه های بیرونی تار میزان آبکاری کمتری را نسبت به مرکز نشان دادند. نقطه تنظیم حمام روی نمایشگر کنترلر در 55 درجه نگه داشته شد، با این حال خوانش ترموکوپل دستی که در پنج نقطه در سراسر مخزن گرفته شد، 9 درجه پخش شد. بخاری غوطه‌وری PTFE وات نامی کامل را ارائه می‌کرد و تنها یازده ماه از کارکرد آن می‌گذشت.
آبکاری قرقره-به-قرن یک چالش گرمایشی است که مخازن دسته ای آن را ندارند. نوار به طور مداوم در داخل حمام حرکت می کند، سرد وارد می شود و گرم خارج می شود. گرما در طول مسیر نوار مصرف می شود، نه به طور یکنواخت در کل حجم مخزن. یک بخاری که بدون توجه به مسیر نوار قرار می‌گیرد، گرادیان‌های حرارتی ایجاد می‌کند که مستقیماً به تغییر ضخامت رسوب تبدیل می‌شود-یک نقصی که تنها با تنظیم چگالی جریان قابل اصلاح نیست.
چرا آبکاری نواری پیوسته تقاضای گرمای جهت دار را ایجاد می کند؟
در یک مخزن دسته ای، قطعه کار گرما را به طور یکنواخت از همه جهات جذب می کند. در آبکاری قرقره-به-قرقره، نوار در دمای محیط وارد می‌شود، برای مدت زمان مشخصی از حمام عبور می‌کند و خارج می‌شود. انتقال حرارت در درجه اول در سراسر سطوح نوار، که به جای بخاری، رو به دیواره های مخزن است، رخ می دهد.
نتیجه تقاضای گرمای جهت دار است: ناحیه ای که نوار وارد حمام می شود به ورودی گرمای بیشتری نسبت به منطقه خروجی نیاز دارد، زیرا نوار ورودی به طور مداوم از سیال اطراف انرژی می گیرد. اگر بخاری در یک انتهای مخزن قرار گیرد-معمولاً نزدیک خروجی جایی که فضا در دسترس است{2}}منطقه ورودی خنک‌تر می‌شود. ضخامت رسوب از مشخصات دما پیروی می کند، با رسوبات نازک تر در جایی که حمام سردتر است.
| دمای ورودی نوار | نقطه تنظیم حمام | انتشار دما در سراسر مخزن | تنوع ضخامت سپرده | اثر موقعیت بخاری |
|---|---|---|---|---|
| 20 درجه | 55 درجه | 8-12 درجه | ±12–18% | بخاری در منطقه خروجی |
| 20 درجه | 55 درجه | 4-6 درجه | ±6–9% | بخاری در مرکز |
| 40 درجه (از قبل گرم شده) | 55 درجه | 2-4 درجه | ±3–5% | بخاری در مرکز |
| 20 درجه | 55 درجه | 10-15 درجه | ±15–22% | بخاری در گوشه |
داده های دما و ضخامت از قرقره مدار انعطاف پذیر-به-خطوط آبکاری مسی قرقره، مخازن 1200 لیتری
نحوه تعامل چیدمان بخاری با مسیر نواری
موقعیت هیتر غوطه وری PTFE نسبت به مسیر نوار تعیین می کند که آیا گرمایی که تولید می کند به مناطق سیالی که بیشتر به آن نیاز دارند برسد یا خیر. سه طرح‌بندی رایج در نصب‌های-به-قرقره ظاهر می‌شود.
پایان{0}}طرح بندی نصب شدهبخاری را در یک انتهای مخزن، معمولاً در مقابل ورودی نوار قرار می دهد. این ساده ترین پیکربندی و رایج ترین در مقاوم سازی است. سیال گرم شده بالا می رود و در امتداد سطح مخزن حرکت می کند، اما ناحیه ورودی نوار خنک تر می ماند زیرا گرما باید تمام طول مخزن را طی کند تا به آن برسد.
طرح‌بندی نصب‌شده جانبی-بخاری را به موازات مسیر نوار، معمولاً 80 تا 120 میلی متر از شبکه اجرا می کند. این گرمایش یکنواخت‌تر را در طول نوار ایجاد می‌کند، اما می‌تواند یک نوار داغ درست در مقابل بخاری ایجاد کند. بخش‌های نواری که از نزدیک‌ترین فاصله به بخاری عبور می‌کنند، گرمای بیشتری دریافت می‌کنند که منجر به روکش‌کاری موضعی می‌شود.
طرح‌بندی چند ناحیه‌ای{0}}توزیع شدهاز دو یا چند بخاری کوتاه‌تر که در نقاط مختلف در امتداد مخزن قرار گرفته‌اند استفاده می‌کند که هر کدام به‌طور مستقل یا به‌صورت گروهی کنترل می‌شوند. این با ارائه توان بیشتر در نزدیکی ورودی نوار و کمتر در نزدیکی خروجی، تقاضای گرمای جهتی را جبران می کند.
لایه بندی و اثر شناوری
مایع داغ بالا می رود. در یک مخزن با یک بخاری و بدون گردش اجباری، سیال گرم شده ستونی را تشکیل می دهد که به سطح بالا می رود و به صورت افقی پخش می شود. قسمت پایینی مخزن-که در آن نوار اغلب اجرا می‌شود- خنک‌تر می‌ماند.
این لایه‌بندی در مخازن قرقره‌ای-به-تقویت می‌شود زیرا خود نوار همرفت طبیعی را مختل می‌کند. وب متحرک یک لایه مرزی ایجاد می کند که اختلاط عمودی را سرکوب می کند. نتیجه یک پروفیل دمای پایدار است: گرم در بالا، خنک در پایین، با عبور نوار از منطقه سردتر.
اختلاف دمای عمودی 6 تا 10 درجه در مخازن قرقره همزن نشده-به-در نقطه تنظیم 55 درجه معمول است. نوار، با عبور از منطقه پایین، دمای حمام را چندین درجه کمتر از خواندن کنترلر تجربه می کند. ضخامت رسوب، دمای سطح واقعی نوار-را نشان می‌دهد، نه نقطه تنظیم نمایش داده شده.
الگوهای جریان و خنک کننده محلی
نقطه ورود نوار به عنوان یک هیت سینک پیوسته عمل می کند. سیال مجاور شبکه ورودی به سرعت سرد می شود، متراکم تر می شود و فرو می رود. این یک جریان داون‌وله موضعی ایجاد می‌کند که سیال خنک را به سمت کف مخزن می‌کشد و لایه‌بندی را بیشتر تقویت می‌کند.
در مخازن با گردش ناکافی، منطقه خنک 200-400 میلی متر از نقطه ورودی گسترش می یابد. بخاری که در انتهای مخالف قرار دارد نمی تواند جبران کند زیرا مسیر همرفت طبیعی توسط نوار و هندسه مخزن مختل می شود.
گردش هدفمند-یک نازل ادوکتور که در امتداد مسیر نوار هدایت می‌شود یا یک لوله اسپرج در زیر شبکه-لایه مرزی خنک را می‌شکند و گرما را به طور یکنواخت‌تر توزیع می‌کند. لازم نیست جریان قوی باشد. یک سرعت محلی 0.1-0.2 متر بر ثانیه برای کاهش گسترش دمای مخزن از 9-12 درجه به 2-4 درجه کافی است.
توزیع چگالی وات به عنوان یک ابزار اصلاح
گرمایش ناهموار را نمی توان با افزایش کل وات به طور کامل حل کرد. توان بالاتر در یک نقطه، بدون پرداختن به مشکل توزیع اساسی، یک ستون داغتر ایجاد می کند. در برخی موارد، افزایش وات با تشدید طبقه بندی، گرادیان را بدتر می کند.
روش مؤثرتر توزیع وات کل یکسان در چندین ناحیه گرمایشی است که برای مطابقت با مشخصات تقاضای گرما قرار گرفته اند. یک مخزن قرقره-به-که به 8 کیلووات نیاز دارد ممکن است از سه گرم کننده استفاده کند: 3.5 کیلووات در نزدیکی ورودی نوار، 3 کیلووات در وسط مخزن و 1.5 کیلووات در نزدیکی خروجی. هر کدام با چگالی وات کم کار می کنند و خروجی ترکیبی به جای تمرکز آن در یک مکان، با تقاضای گرمای فضایی مطابقت دارد.
| پیکربندی گرمایش | گسترش دما | یکنواختی سپرده | چگالی وات در واحد | پیچیدگی مقاوم سازی |
|---|---|---|---|---|
| یک انتها-نصب شده، 8 کیلو وات | 9-12 درجه | ±12–18% | 1.4 وات بر سانتی متر مربع | پایین |
| یک طرف-نصب شده، 8 کیلو وات | 6-9 درجه | ±8–12% | 1.4 وات بر سانتی متر مربع | پایین |
| دو ناحیه-، 4+4 کیلووات | 4-6 درجه | ±5–8% | 1.1 وات بر سانتی متر مربع | متوسط |
| منطقه سه‌گانه-، 3.5+3+1.5 کیلووات | 2-4 درجه | ±3–5% | 0.9 وات بر سانتی متر مربع | بالاتر |
مقایسه پیکربندی از خطوط رول-به-آبکاری قرقره با مخازن 1200-1500 لیتری
مراحل مشخصات عملی برای خدمات قرقره-به-
قبل از انتخاب بخاری، تقاضای حرارتی را ترسیم کنید. منطقه ورودی نوار نسبت به منطقه خروجی گرمای بیشتری مصرف می کند. محل قرارگیری بخاری و توزیع برق منطقه باید آن مشخصات را منعکس کند.
دمای واقعی حمام را در مسیر نوار بررسی کنید، نه در سنسور کنترلر. ترموکوپلی که در نزدیکی دیواره مخزن قرار دارد ممکن است 3 تا 5 درجه بالاتر از سیال در سطح نوار باشد.
حداقل 40 میلی متر فاصله بین غلاف بخاری و مسیر نوار را حفظ کنید. فاصله نزدیکتر یک نوار داغ ایجاد می کند و خطر تماس مکانیکی با تار متحرک را به همراه دارد. فاصله گسترده تر اثر گرمایش موضعی را کاهش می دهد اما یکنواختی را بهبود می بخشد.
اطمینان حاصل کنید که هم زدن به منطقه ورودی نوار می رسد. یک لوله اسپرج یا ادوکتور که برای جریان مستقیم در سراسر شبکه ورودی قرار می گیرد، لایه مرزی خنک را کاهش می دهد و یکنواختی دما را در سراسر مخزن پر بهبود می بخشد.
وقتی بخاری های استاندارد نمی توانند با مشخصات تقاضا مطابقت داشته باشند
مخازن قرقره‌ای-به-با مسیرهای نواری طولانی و توان عملیاتی بالا اغلب نمی‌توانند با یک بخاری غوطه‌وری PTFE به گرمایش یکنواخت دست یابند. تقاضای گرمای فضایی به خروجی توزیع شده ای نیاز دارد که یک واحد نمی تواند در فضای مخزن موجود فراهم کند.
یک پیکربندی سفارشی بخاری غوطه‌وری PTFE با بخش‌های گرمایش چند ناحیه‌ای که در طول مخزن قرار گرفته‌اند، علت اصلی گرمایش ناهموار را برطرف می‌کند. هر بخش با چگالی وات کم کار می کند و خروجی ترکیبی با مشخصات تقاضای گرمایی مسیر نوار مطابقت دارد. فرآیند مشخصات به ابعاد مخزن، عرض نوار و سرعت خط، دمای ورودی، شیمی حمام و یکنواختی دمای هدف نیاز دارد. برای امکاناتی که دارای خطوط چند قرقره-به-قرار با هندسه نوار و سرعت تولید متفاوت هستند، این رویکرد خاص برنامه-تغییر ضخامت سپرده را کاهش می‌دهد و بازده را در کل عرض وب بهبود می‌بخشد.
