یک حمام شیمیایی می تواند دمای مناسب را در زمان جدید حفظ کندبخاری غوطه وری PTFEنصب شده است، اما به تدریج پس از ماه ها تولید کندتر می شود. یکی از دلایل احتمالی تجمع رسوبات روی سطح گرمایش است.
کریستال ها، رسوب ها، محصولات واکنش یا جامدات معلق می توانند لایه ای را روی سطح PTFE تشکیل دهند. حتی زمانی که بخاری به کشیدن جریان الکتریکی معمولی ادامه می‌دهد، مقاومت حرارتی اضافی می‌تواند انتقال حرارت موثر را به مایع فرآیند کاهش دهد.
چگونه سپرده ها انتقال حرارت را تغییر می دهند
سطح بخاری باید انرژی حرارتی را از چندین لایه قبل از رسیدن انرژی به مایع حجیم منتقل کند.
یک رابطه ساده شده عبارت است از:
Q=ΔT/Rtotal
کجاQانتقال حرارت است،ΔTاختلاف دمای کلی است وRtotalمقاومت حرارتی ترکیبی را نشان می دهد.
هنگامی که یک لایه سپرده ایجاد می شود، یک مقاومت اضافی معرفی می شود.
سپس همان توان الکتریکی می تواند به اختلاف دمای بیشتر بین المنت حرارتی و مایع برای انتقال گرما با سرعت اولیه نیاز داشته باشد.
این توضیح می دهد که چرا یک بخاری ممکن است از نظر الکتریکی عملکردی داشته باشد در حالی که عملکرد گرمایش بدتر می شود.
چرا برخی از حمام های شیمیایی رسوبات بیشتری تولید می کنند؟
تشکیل رسوب به شدت به شیمی فرآیند بستگی دارد.
شرایط کمک کننده رایج عبارتند از:
غلظت شیمیایی بالا
تبخیر موضعی
تبلور
مواد جامد معلق
واکنش های بارش
گردش خون ضعیف در حمام
گرمایش محلی بیش از حد
نگهداری ناکافی حمام
بنابراین یک مخزن ممکن است حتی زمانی که غلظت مواد شیمیایی در محدوده تولید عادی باقی می ماند، رسوبات را تجربه کند.
شرایط محلی بلافاصله در اطراف بخاری می تواند با شرایط متوسط مخزن متفاوت باشد.
دمای محلی می تواند رسوب را تسریع کند
هنگامی که گردش در اطراف بخاری ضعیف باشد، مایعی که بلافاصله سطح گرمایش را احاطه می کند می تواند گرمتر از حمام حجیم شود.
این می تواند شرایط مساعد برای بارش یا تبلور در برخی فرآیندها ایجاد کند.
رابطه بین قدرت گرمایش و مساحت سطح نقطه شروع مفیدی را فراهم می کند:
q = P/A
کجاqشار حرارتی متوسط است،Pقدرت بخاری است وAمنطقه گرمایش فعال است.
یک مقایسه گویا را در نظر بگیرید:
| وضعیت بخاری | قدرت | منطقه فعال | شار حرارتی متوسط | اثر حرارتی بالقوه |
|---|---|---|---|---|
| گرمایش توزیع شده | 10 کیلو وات | 1.0 m² | 10 کیلووات بر متر مربع | میانگین بارگذاری محلی پایین تر |
| گرمایش متمرکز | 10 کیلو وات | 0.5 m² | 20 کیلووات بر متر مربع | میانگین بارگذاری محلی بالاتر |
| کاهش منطقه موثر | 10 کیلو وات | 0.4 m² | 25 کیلووات بر متر مربع | غلظت حرارتی بیشتر |
این مقادیر گویا هستند و محدودیت های عملیاتی جهانی PTFE را ایجاد نمی کنند.
سپرده ها می توانند یک اثر بازخورد ایجاد کنند
تشکیل سپرده می‌تواند خود-تقویت‌کننده باشد.
دنباله ممکن است به این صورت باشد:
رسوب اولیه ← مقاومت حرارتی بیشتر ← دمای سطح محلی بالاتر ← تمایل بیشتر به رسوب ← رسوب ضخیم تر
مکانیسم واقعی به سیستم شیمیایی بستگی دارد، بنابراین این توالی نباید برای هر فرآیندی در نظر گرفته شود.
با این حال، هنگامی که عملکرد گرمایش به تدریج کاهش می یابد در حالی که ورودی الکتریکی ثابت می ماند، رسوب سطحی باید در طول عیب یابی در نظر گرفته شود.
گردش خون بر توزیع سپرده تأثیر می گذارد
بخاری که در یک منطقه راکد قرار می گیرد می تواند رسوبات متفاوتی با بخاری که در مسیر گردش قوی قرار دارد جمع کند.
گردش ضعیف ممکن است به مواد معلق اجازه دهد تا برای مدت طولانی تری در نزدیکی سطح گرمایش باقی بمانند.
در مقابل، جریان بیش از حد می تواند مشکلات فرآیند دیگری مانند پاشش آب یا شرایط سطحی ناپایدار ایجاد کند.
هدف مفید گردش کنترل شده است که به طور مداوم مایع اطراف سطح گرمایش را بدون ایجاد اختلال در فرآیند جایگزین می کند.
چرا افزایش قدرت بخاری ممکن است مشکل را حل نکند؟
فرض کنید یک مخزن در اصل به 8 کیلو وات برای حفظ دما نیاز دارد. پس از تشکیل رسوبات قابل توجه، همان بخاری به طور مداوم کار می کند اما دمای حمام شروع به کاهش می کند.
افزایش توان الکتریکی ممکن است یک راه حل واضح به نظر برسد.
با این حال، اگر لایه رسوب مقاومت حرارتی محدود کننده باشد، توان اضافی می تواند دمای ساختار گرمایش زیرین را بدون بهبود متناسب انتقال حرارت به داخل حمام افزایش دهد.
پاسخ بهتر ممکن است شامل بازرسی، تمیز کردن، کنترل شیمیایی، بهبود گردش خون یا جایگزینی بخاری بسته به علت و ویژگی های رسوب باشد.
نحوه شناسایی سپرده{0}}زیان عملکرد مرتبط
چندین روند عملیاتی می توانند سرنخ های مفیدی را ارائه دهند.
یک الگوی معمولی ممکن است شامل موارد زیر باشد:
زمان گرمایش راه اندازی طولانی تر
افزایش درصد کارکرد بخاری
بازیابی کندتر دما پس از بارگذاری
تفاوت بیشتر بین دمای بخاری و حمام
رسوبات سطحی قابل مشاهده
افزایش دمای غیر یکنواخت
اندازه گیری های الکتریکی همچنین می تواند به تشخیص رسوب حرارتی از خرابی الکتریکی کمک کند.
اگر ولتاژ و جریان نزدیک به مقادیر مورد انتظار باقی بمانند در حالی که عملکرد گرمایش به تدریج بدتر می شود، ممکن است مشکل بیشتر با یک مشکل انتقال حرارتی{0}} سازگار باشد تا یک شکست مقاومتی ساده.
پاکسازی به فرآیند نیاز دارد-کنترل‌های خاص
همه رسوبات را نمی توان با استفاده از روش تمیز کردن یکسان حذف کرد.
روش تمیز کردن باید در نظر گرفته شود:
ترکیب سپرده
وضعیت سطح PTFE
سازگاری شیمیایی
محدودیت های تمیز کردن مکانیکی
پرداخت سطح مورد نیاز
ساخت بخاری
عملیات مکانیکی تهاجمی یا مواد شیمیایی پاک کننده ناسازگار می تواند به اجزاء آسیب برساند حتی زمانی که شیمی فرآیند اصلی مناسب باشد.
یک فاصله تمیز کردن مستند زمانی می تواند مفید باشد که تشکیل رسوب یک مسئله تولید مکرر باشد.
انتخاب باید شرایط رسوب را در نظر بگیرد
هنگام تعیین الفبخاری غوطه وری PTFEبرای یک حمام مستعد{0}}سپرده، اطلاعات مفید شامل موارد زیر است:
ترکیب شیمیایی
محدوده غلظت
دمای عملیاتی
شرایط بارش شناخته شده
غلظت جامد معلق-
روش گردش
قدرت گرمایشی مورد نیاز
سطح گرمایش فعال
فرکانس تمیز کردن
چرخه تولید مورد انتظار
این اجازه می دهد تا طراحی بخاری از نظر سازگاری شیمیایی و خطر رسوب حرارتی ارزیابی شود.
بنابراین رسوبات شیمیایی می توانند عملکرد بخاری غوطه وری PTFE را حتی زمانی که سیستم الکتریکی عادی می ماند کاهش دهند. مسئله کلیدی مقاومت حرارتی اضافی بین سطح گرمایش و مایع فرآیند است.
بخاری با سطح مناسب، توزیع توان کنترل شده، گردش کافی و یک استراتژی تمیز کردن عملی می‌تواند احتمال تخریب شدید عملکرد در مخازن-مواد شیمیایی مستعد را کاهش دهد.
