Mis põhjustab PTFE sukelsoojendite ümber lokaalseid kuumi kohti ja kuidas neid kõrvaldada?

Osadel, mida töödeldakse paagi teatud osades, on põlemise, värvimuutuse või kiirema määrdumise märke, samas kui samad osad paagi teistes osades vastavad standarditele. Termopaaride komplekti või infrapunakujutist kasutav termiline kaardistamine näitab, et temperatuur muutub 150 mm PTFE sukelsoojendi kestast 15–25 kraadi. Kütteseade töötab oma nimipiirangute piires, kuid lokaalne ülekuumenemine toimub pidevalt. Protsessiinsenerid ja paakide projekteerijad peavad leidma probleemi põhjustavad vedeliku{6}}dünaamilised mehhanismid ja seejärel tegema tsirkulatsioonis konkreetseid muudatusi, et temperatuur normaliseerida ja toote kvaliteeti kaitsta.

Kõige järsemad termilised gradiendid on tingitud suurest vattihedusest küttekeha pinnal. PTFE-katted hoiavad välistemperatuuri alla 150 kraadi, kuid kui võimsus on suunatud väikesele pinnale, tõuseb piirdekihi temperatuur kiiresti. Igas seisvas piirkonnas läheneb ümbrise kõrval olev vedelikukiht ümbrise temperatuuri lähedale, samas kui koguvedelik jääb jahedamaks. Kohalik ülekuumenemine hävitab kuumus{4}}tundliku keemia, põhjustab katlakivi kogunemist kohe kütteseadmele ja lühendab PTFE kasutusiga, pannes sellele korduva termilise stressi.

Segamine ei toimu hästi, kui vool pole ühtlaselt jaotunud. Kuumutatud vedelik tõuseb mööda kesta üles, kuid see ei levi läbi kogu paagi. Kui te voolu ei soodusta, koguneb soe kiht taskutesse küttekeha lähedal või pinnal, jättes alumised tsoonid alakütteks. Selle liikumise põhjustab ainult loomulik konvektsioon, kuid selle kiirus on siiski väike,-tavaliselt alla 0,1 m/s mõõduka viskoossusega vedelikes,-nii et see ei pääse üle paagi geomeetria või viskoossustõkete. Tulemus näeb välja nagu kuumad kohad, mis jäävad samasse kohta, kus toode puudutab.

Otsused küttekehade paigutamise kohta muudavad probleemi hullemaks. Kui liiga palju seadmeid on paigaldatud liiga lähedale, tekitavad need kattuvad soojustõkkekihid, mis tugevdavad üksteist elementide vahel. Paagi seintele või konstruktsioonielementidele lähemale kui 200 mm asetamine raskendab tagasivoolukanalite tööd, mis tekitab retsirkulatsiooni jaoks surnud tsoone. Mõlema seadistuse korral jaguneb planeeritud ühtlane soojussisend väikesteks ülekuumenemispiirkondadeks, mida termiline kaardistamine alati tuvastab.

Looduslik konvektsioon on alguses hea soojuse ühtlaseks hajutamiseks, kuid see loob ka stabiilsed, kihistunud kihid kõrgetes või minimaalselt segatavates mahutites. Soojem, vähem tihe vedelik jääb jahedamate kihtide kohale, tekitades vertikaalseid kaldeid 5–10 kraadi meetri kohta. Need kihid püsivad koos, kuni väline energiaallikas hävitab tiheduse liidese. Tulemuseks olev temperatuuri ebaühtlus on otseselt seotud toote puudustega, mida täheldati teatud paagi kvadrantides.

Praktiline vereringe suurendamine vabaneb nendest mehhanismidest nende tekkekohas. Kui tiivikud asetatakse kütteseadme peale või küljele, tagavad need turbulentse voolu, mis pühib pidevalt küttekeha pinda ja segab vedeliku kogumahuga. Tsirkulatsioonipumbad on kontrollitud, madala-nihkejõuga valik. Tüüpiline viis kihistumise lahendamiseks on tagasihoidliku tsirkulatsioonipumba lisamine, mis tõmbab alt ja pöördub tagasi ülespoole. See purustab tiheduskihid ja ühtlustab temperatuuri mõne minutiga.

Vattide tiheduse vähendamine käib käsikäes vereringe parandamisega. Pikemad kütteelemendid või mitmed väiksema -vati-tihedusega ühikud jaotavad sama palju võimsust suuremale alale, mis muudab pinna ja vedeliku temperatuurierinevused ühtlasemaks. Olemasolevate kütteseadmete liigutamine paagi keskjoone suunas ja tõketest eemale taastab selged voolukanalid ja peatab piirkihi kinnijäämise. Strateegilised deflektorid aitavad vedelikku kuumadel pindadel veelgi rohkem liigutada. Tegelikult võib strateegiliselt paigutatud lihtne deflektor vabaneda kuumast piirkonnast, mis tuleb pidevalt tagasi, suunates voolu üle kütteseadme pinna.

Nende ettevaatusabinõude rakendamine algab disainist. Arvutuslik vedeliku dünaamika modelleerimine võib teile enne nende valmistamist öelda, kui kiiresti ja kui kuumaks asjad lähevad. See võimaldab teil leida parimad kohad küttekeha, pumba, deflektori ja segamiskiiruse jaoks. Pärast paigaldamist näitab termiline kaardistamine, et töömaht on ühtlane ±2 kraadi piires. Regulaarne ümber{5}}kaardistamine pärast protsessi muudatusi, nagu viskoossuse või vedeliku taseme muutused, hoiab jõudlust kõrgel.

Selle asemel, et lihtsalt sümptomeid varjata, lahendage vattiheduse vähendamine, küttekehade liigutamine ja deflektorite või pumpade paigaldamine vedeliku -dünaamilised probleemid. Niisiis, lokaalne ülekuumenemine, termiline kaardistamine, voolujaotus, loomulik konvektsioon ja tsirkulatsiooni suurendamine moodustavad kogu süsteemi temperatuuri ühtlaseks hoidmiseks. Isegi rasketes olukordades, kus on tegemist suure-viskoossusega vedelike, tohutute paagimahtude või rangete tootekriteeriumidega, saab õige kujunduse ja paigutusega temperatuuri ühtlustamise saavutada. Neid reegleid kasutavad protsessiinsenerid ja paakide projekteerijad muudavad võimalikud kvaliteediprobleemid ja küttekeha kahjustused ühtlaseks korratavaks soojustõhususeks kõigis PTFE sukelkütteseadmetes.