یک راکتور فولادی ضد زنگ دارای روکش گودی است که هم می تواند محتویات را گرم و هم خنک کند. یک بخاری غوطه ور نیز برای گرمای اولیه سریع- نصب شده است. اندازه نادرست این بخاری-همپوشانی بیش از حد با ژاکت-میتواند سرمایه و زیرساختهای الکتریکی را هدر دهد، در حالی که کوچکتر کردن اندازه آن ممکن است کل چرخه دسته را به واکنش حرارتی کندتر ژاکت وابسته کند.
در بسیاری از سیستمهای پردازش شیمیایی، بخاری غوطهوری و ژاکت با هم به عنوان یک سیستم حرارتی هماهنگ عمل میکنند. مناسبژاکت یکپارچه مخزن اندازه گیری بخاری PTFEبنابراین تجزیه و تحلیل نیاز به یک رویکرد تعادل انرژی دارد که هر دو منبع گرمایش را به طور همزمان و نه مستقل ارزیابی می کند.
درک سیستم گرمایش با منبع دوگانه-
یک ظرف روکش دار مجهز به بخاری غوطه وری PTFE دو روش مختلف انتقال حرارت را ترکیب می کند.
نقش ژاکت
ژاکت خارجی معمولاً تعمیرات حرارتی-در مقیاس بزرگ را انجام می دهد. بخار، آب داغ یا روغن حرارتی از طریق ژاکت گردش می کند تا گرما را به طور غیرمستقیم از دیواره رگ منتقل کند.
قابلیت انتقال حرارت ژاکت به عوامل مختلفی بستگی دارد:
دمای متوسط گرمایش
نرخ جریان متوسط گرمایشی
سطح ژاکت
هندسه ژاکت
وضعیت رسوب روی سطوح انتقال حرارت
راندمان هم زدن داخل مخزن
از آنجا که ژاکت گرما را از طریق دیواره رگ منتقل می کند، زمان پاسخ آن به طور کلی کندتر از گرمایش مستقیم غوطه وری است.
نقش بخاری غوطه وری PTFE
بخاری غوطه وری PTFE حرارت ورودی مستقیم به سیال فرآیند را فراهم می کند. این پیکربندی پاسخ دمایی سریعتر و نرخ گرمایش راهاندازی را بهبود میبخشد.
در عمل، بخاری و ژاکت یک تیم تگ حرارتی هستند. بخاری غوطه ور اغلب با افزایش سریع دما و کنترل دقیق کنترل می شود، در حالی که ژاکت دمای فرآیند را به طور موثر در دوره های کاری طولانی تر حفظ می کند.
مرحله 1: مجموع وظیفه حرارتی مورد نیاز را محاسبه کنید
مرحله اول ازژاکت یکپارچه مخزن اندازه گیری بخاری PTFEطراحی، تعیین کل انرژی حرارتی مورد نیاز برای بالا بردن سیال فرآیند از دمای شروع به دمای عملیاتی در زمان دسته ای مورد نیاز است.
تراز اولیه انرژی
گرمای ورودی مورد نیاز معمولاً با استفاده از:
Q=m×Cp×ΔTQ=m \\times C_p \\times \\Delta TQ=m×Cp×ΔTکجا:
QQQ=انرژی حرارتی مورد نیاز است
mmm=جرم سیال فرآیند
CpC_pCp=ظرفیت گرمایی ویژه
ΔT\\Delta TΔT=افزایش دما
سپس زمان گرم کردن مطلوب{0}}سطح توان مورد نیاز را تعیین میکند.
تلفات حرارتی خارجی
اتلاف حرارت از سطوح خارجی مخزن نیز باید در محاسبه لحاظ شود.
این ضررها ممکن است از طریق:
دیواره های کشتی
سقف مخزن
نازل و لوله کشی
سازه های پشتیبانی
اتصالات بدون عایق
در سیستم های عایق ضعیف، این تلفات می تواند قابل توجه باشد، به ویژه در دمای عملیاتی بالا.
مرحله 2: ظرفیت گرمایشی موجود ژاکت را تعیین کنید
پس از محاسبه کل تقاضای فرآیند، سهم گرمایش واقعی ژاکت باید ارزیابی شود.
بدترین-شرایط گرمایشی
ژاکت باید در بدترین-شرایط عملیاتی به جای شرایط ایده آل ارزیابی شود.
مثالها عبارتند از:
کمترین فشار بخار موجود
حداقل دمای تامین آب گرم
کاهش شرایط جریان
رسوب بخشی از سطوح ژاکت
این رویکرد محافظه کارانه از کوچک شدن بخاری غوطه ور جلوگیری می کند.
محدودیت های انتقال حرارت ژاکت
نرخ گرمایش ژاکت تحت تأثیر موارد زیر است:
ضریب انتقال حرارت
اختلاف دما در سراسر دیواره رگ
رسوب سطحی
راندمان گردش خون
منطقه ژاکت موجود
با تجمع رسوب، مقاومت حرارتی افزایش می یابد و عملکرد ژاکت کاهش می یابد. سیستمی که فقط برای شرایط تمیز اندازه میشود ممکن است در نهایت نتواند به اهداف تولید{1} افزایش یابد.
مرحله 3: بخاری PTFE را برای کار باقیمانده اندازه کنید
هنگامی که حداکثر ورودی گرمای عملی ژاکت مشخص شد، وظیفه گرمای باقیمانده به بخاری غوطه وری PTFE اختصاص می یابد.
سهم گرمای تکمیلی
بخاری غوطه وری باید:
وظیفه بخاری غوطهوری=تقاضای گرمای کل فرآیند-مشارکت ژاکت در دسترس\\text{وظیفه گرمکن غوطهوری}=\\text{تقاضای حرارتی کل فرآیند} - \\text{کمک ژاکت در دسترس}وظیفه گرمکننده غوطهوری-مشارکت ژاکت غوطهوری{3}}تقاضای گرمای کل فرآینداین روش از همپوشانی بیش از حد بین دو سیستم گرمایشی جلوگیری میکند و در عین حال اطمینان میدهد که نرخهای رمپ دستهای مورد نیاز همچنان قابل دستیابی هستند.
در بسیاری از سیستمها، بخاری غوطهوری عمداً برای کمک به راهاندازی سریع بهجای کارکرد{0} بار کامل مداوم اندازهگیری میشود.
ملاحظات چگالی وات
عملکرد بخاری غوطه وری PTFE نه تنها به کل وات، بلکه به چگالی وات نیز بستگی دارد.
اثرات اختلاط ضعیف
اگر بخاری در یک منطقه راکد یا دارای گردش ضعیف مخزن نصب شده باشد، حذف گرما از سطح بخاری ممکن است محدود شود.
این وضعیت اغلب زمانی رخ می دهد که:
بخاری دور از الگوی گردش اولیه کت- قرار گرفته است
تحریک ضعیف است
سیالات چسبناک همرفت را کاهش می دهند
بافل ها جریان محلی را محدود می کنند
تحت این شرایط، چگالی وات باید کاهش یابد تا از گرمای بیش از حد موضعی جلوگیری شود.
رابطه بین گردش خون و دمای سطح
سرعت کمتر مایع در نزدیکی سطح بخاری باعث افزایش دمای غلاف می شود. حتی زمانی که توان کلی سیستم درست باشد، چگالی وات موضعی بیش از حد ممکن است عمر گرمکن را کوتاه کند یا به شیمی فرآیند حساس آسیب برساند.
به همین دلیل، قرار دادن بخاری غوطه وری و تجزیه و تحلیل گردش خون بخش مهمی از فرآیند اندازه گیری باقی می ماند.
هماهنگی بین حالت های گرمایش و سرمایش
بسیاری از ژاکت های یکپارچه برای انجام هر دو عملکرد گرمایش و سرمایش طراحی شده اند.
غیر{0}}عملیات همزمان
در بسیاری از سیستم های فرآیندی، ژاکت هرگز برای گرمایش و سرمایش همزمان با بخاری غوطه وری که در خروجی کامل کار می کند استفاده نمی شود.
این امر استراتژی کنترل حرارتی را به طور قابل توجهی ساده می کند.
به عنوان مثال:
بخاری غوطه وری ممکن است گرمایش راه اندازی را اداره کند
ژاکت ممکن است گرمای ثابت-حالت ایجاد کند
مدار خنک کننده ژاکت ممکن است در طی واکنش های گرمازا فعال شود
از آنجایی که این حالت ها به صورت عملیاتی از هم جدا شده اند، مدیریت تعاملات کنترلی آسان تر می شود.
استراتژی کنترل برای سیستم های ترکیبی
هماهنگی موثر بین بخاری غوطه وری و ژاکت باعث بهبود پایداری و بهره وری انرژی می شود.
تقسیم-کنترل دمای محدوده
معمولاً برای هماهنگ کردن هر دو منبع گرما از یک کنترلکننده دمای مشترک با خروجی{0}}تقسیم شده استفاده میشود.
تحت این ترتیب:
بخاری غوطه ور، کوتاه کردن سریع پاسخ-را انجام می دهد
ژاکت گرمایش فله کندتر را تامین می کند
دریچه های خنک کننده فقط در صورت لزوم فعال می شوند
یک سیستم اینترلاک ساده همچنین می تواند از عملیات گرمایش و سرمایش همزمان جلوگیری کند.
این رویکرد در حالی که کنترل دقیق دمای فرآیند را حفظ می کند، بیش از حد حرارتی را به حداقل می رساند.
ملاحظات نصب و فرآیند
چندین جزئیات طراحی عملی بر عملکرد کلی تأثیر می گذارد.
قرار دادن بخاری
بخاری غوطه وری باید در جایی قرار گیرد که گردش خون قوی ترین باشد. حرکت خوب سیال باعث بهبود همرفت و کاهش لایه بندی حرارتی می شود.
دسترسی به تعمیر و نگهداری
رسوب ژاکت و الزامات بازرسی بخاری باید در طراحی چیدمان در نظر گرفته شود. دسترسی محدود ممکن است زمان خرابی را افزایش دهد و بازده حرارتی طولانی مدت را کاهش دهد.
سازگاری با سیالات فرآیندی
غلاف PTFE مقاومت شیمیایی را برای سیالات فرآیند خورنده که معمولاً در تکمیل سطح، پردازش نیمه هادی و محیط های تولید مواد شیمیایی با آن مواجه می شوند، فراهم می کند.
نتیجه گیری
اندازهگیری صحیح بخاری غوطهوری PTFE برای یک ظرف ژاکتدار مستلزم مشاهده بخاری غوطهوری و ژاکت بهعنوان اجزای مکمل یک سیستم حرارتی یکپارچه است. کل تقاضای گرمای فرآیند باید ابتدا مشخص شود، و سپس یک ارزیابی واقع بینانه از قابلیت انتقال حرارت موجود ژاکت تحت شرایط عملیاتی واقعی انجام شود.
سپس بخاری غوطهور، وظیفه حرارتی باقیمانده مورد نیاز برای پاسخ سریع به راهاندازی و برش دقیق دما را تامین میکند، در حالی که ژاکت گرمایش یا سرمایش را در حالت ثابت-منطقه بزرگ{1}} فراهم میکند. توجه مناسب به الگوهای گردش، چگالی وات و هماهنگی کنترل عملکرد پایدار و عمر طولانی تجهیزات را تضمین می کند.
در نهایت، یک سیستم حرارتی متعادل{0}}از هر منبع گرمایی با توجه به نقاط قوت آن استفاده میکند و واکنش سریع گرمایش غوطهوری مستقیم را با قابلیت نگهداری حرارتی کارآمد ژاکت ظرف ترکیب میکند.
