Milline on soovitatav vahemaa mitme PTFE-soojendi vahel ühes paagis, et vältida termilisi häireid?

See võib tunduda tõhus lähenemine küttevõimsuse kontsentreerimiseks, kuid kui kaks võimsat PTFE sukelsoojendit asetatakse paaki liiga tihedalt üksteisele, võib komponentide vahele tekkida vedeliku{0}}dünaamiline surnud tsoon. Iga küttekeha tekitab tõusva kuuma vedeliku kolonni. Nende termiliste voogude kokkupõrke tulemuseks on üks ebastabiilne voolumuster, mis tähendab, et vedelikku kütteseadmete vahel ei tsirkuleerita korralikult.

Mitmete PTFE-küttekehade paigutamise tehniline väljakutse on termilised häired; probleem ei ole elektrikontaktis ega kiirgusküttes. Tõeline probleem on konvektiivse liikumise katkemine. Vale vahekaugus mõjutab soojusülekande efektiivsust, tõstab ümbrise temperatuuri ja põhjustab lokaalseid kuumi kohti, mis vähendab küttekeha eluiga.

Kuidas PTFE kütteseade töötab loomulik konvektsioon
Konvektsioon on domineeriv režiim, mille abil vertikaalse PTFE sukelsoojendi soojus kandub ümbritsevasse vedelikku.

Kui ümbris soojendab vedelikku ümber:

Selle tihedus väheneb

Vedelik tõuseb

Jahedam vedelik tuuakse sisse alt ja külgedelt

Moodustub pidev tsirkulatsioonivoog

See loomulik konvektsioonimuster tsirkuleerib soojust kogu paagis, ilma et oleks vaja mehaanilist segamist.

Toru kuju ja võimsus sõltuvad mõnest asjast, sealhulgas:

Küttekeha võimsus

Vedeliku viskoossus

Paagi disain

Vedeliku temperatuur

Küttekeha paigaldamine

Konvektsioonivoolud on laiemad ja kiiremad, kui küttekeha võimsus on suurem, ning aeglasemad ja väiksemad, kui vedelik on viskoosne.

Mis siis, kui panete liiga palju kütteseadmeid üksteise lähedale
Probleemid algavad siis, kui naaberkütteseadmed konkureerivad sama ümbritseva vedeliku pärast.

Konkureerivad sissevoolu tsoonid
Konvektsiooni tõhusaks toimimiseks vajab iga küttekeha alumist osa ümbritsevat külmemat vedelikku.

Kui teine ​​kütteseade on paigaldatud liiga lähedale:

Nende sissevõtupiirkonnad kattuvad

Piiratud jaheda vedeliku tarnimine

Voolukiirus kütteseadmete vahel langeb.

Vereringe nõrgenemine

Soojendid vajavad korralikult töötamiseks ruumi hingamiseks.

Stagnant Hot Spoti arendamine
Kui konvektsioonivool on piiratud, võib küttekehade vahele tekkida paigalseisev tsoon.

See kinnijäänud asukoht võib kogeda:

Vähem vedeliku liikumist

Kõrgem temperatuur kohapeal

Halb soojusülekanne

Kattepinna jahutus on vähenenud.

Kui soojusülekandetegur väheneb, tõuseb PTFE ümbrise temperatuur isegi sama võimsuse korral kütteseadmes.

Mõju on tavaliselt vastupidine{0}}.

Madalam kütte koguefektiivsus

Suurem lokaalse ülekuumenemise võimalus

Kesta kiirendatud vananemine

Muda või katlakivi moodustumise suurenemine protsessivedelikes

Soovitatav vahekaugus PTFE-küttekehade vahel
Termiliste häirete vähendamiseks kasutatakse sageli soovituslikku minimaalset tsentrite{0}}--vahekaugust.

Minimaalne soovitatav eraldamine
Üldine soovitatav vahekaugus on:

1,5 kuni 2 korda suurem kui elemendi termiline pikkus

Näiteks:

Soojendusega pikkus Soovitatav minimaalne keskvahe 500 mm 750 - 1000 mm
1000 mm 1500 – 2000 mm 1500 mm 2250 – 3000 mm
See eraldamine võimaldab igal kütteseadmel ilma tarbetu interaktsioonita välja töötada oma konvektsioonivoo.

Miks see vahemaa on efektiivne
Sellel eraldamise hetkel:

Iga küttekeha on võimeline ise tõmbama jahedamat vedelikku

Flow nälg väheneb

Konvektsioon on endiselt sümmeetriline

Pinna soojusülekanne jääb ühtlaseks.

Termovoolikud võivad siiski suhelda kõrgemas paagi piirkonnas, kuid madalam sisselaskevool on tõhusaks tööks piisavalt isoleeritud.

Süvapaagi kaalutlused
Sügavate protsessipaakide puhul tekivad täiendavad konvektsiooniprobleemid.

Plume ühineb kõrgetes tankides
Kuumutatud vedelik tõuseb ülespoole, vool lahkneb ja aeglustub loomulikult.

Sügavates mahutites:

Ploomid hajuvad ülespoole

Ja lähedal olevad ploomid võivad ülaosas ühineda

Nõrgemad ülemise tasandi voolumustrid muutuvad ebastabiilseks.

Seega võib kõrgete paakide puhul vaja minna suuremat vahekaugust, isegi kui madalam -taseme eraldus näib olevat piisav.

Kuumad või viskoossed vedelikud
Happed, plaadistuslahused ja kontsentreeritud kemikaalid kipuvad töötingimustes muutuma viskoosseks või kihituks.

Suurem viskoossus pärsib loomulikku tsirkulatsiooni ja seetõttu on õige vahekaugus olulisem.

Termiliste häirete mõju kütteseadme töökindlusele
Kehv vahekaugus ei mõjuta mitte ainult kütte jõudlust.

Kõrge ümbrise temperatuur
Piiratud voolu tõttu väheneb vedelikku jahutav toime küttepinna ümber.

Tagajärjed võivad hõlmata järgmist:

Suurenenud ümbrise temperatuur

PTFE tõhustatud vananemine

Sisemise küttekeha juhtme pinge.

Suurem läbipõlemise võimalus

Ebaühtlane temperatuurijaotus paagis
Segavate voogude moodustumine:

Levialad teie piirkonnas

Termiline kihistumine

Aeglase kuumutamise tsoonid

Protsessi ebaühtlus

Sellised temperatuurimuutused võivad täppiskeemilistes operatsioonides kahjustada toote kvaliteeti või reaktsiooni kontrolli.

Muud lõikamisvõimalused
Sekundaarsed voolu{0}}juhtimissüsteemid võivad mõnikord häireid vähendada, kui füüsilist vahemaad piirab paagi suurus.

Horisontaalsed ristivardad või deflektorid
Horisontaalne barjäär või vertikaalne vahesein lähedal asuvate kütteseadmete vahel võib konvektsioonivoolud osaliselt isoleerida.

Need on abiks:

Mööda sisselaskevoolust.

Vähendage kokkupõrkeid

Ringluse stabiilsus paranes

Kuid palju sõltub tõhususest:

Paagi kuju

Vedelike omadused

Küttekeha võimsustihedus

Baffle'i asukoht

Miks on füüsiline lahusolek endiselt parim?
Kuid kuigi deflektorid võivad parandada lokaliseeritud voolutingimusi, on füüsiline vahekaugus kõige töökindlam ja prognoositavam meetod.

Vaba juurdepääs ümbritsevatele vedelikele on iga kütteseadme loomuliku konvektsiooni optimaalne tingimus.

Wattitiheduse mõju
Konvektsioonivoo suurus varieerub suuresti ka kütteseadme vattide tiheduse järgi.

Suure-vati-tihedusega küttekehad
Intensiivsemad kütteseadmed annavad:

Kiirus kiirem

Suuremad ringluspiirkonnad

Täiustatud termiline interaktsioon

Sageli asuvad need üksteisest kaugemal.

Madala-vati-tihedusega küttekehad
Konservatiivne vattihedus annab tulemuseks:

Nõrgem konvektiivne

Väiksem laius

Vähem tundlikkust häiretele

See on osa põhjusest, miks madala -vati-tihedusega PTFE-soojendeid kasutatakse peaaegu eranditult söövitavate kemikaalide mahutites.

Soovitused mitme -küttepaakide paigutuse kohta
Praktilise mitme{0}}kütteseadme konfiguratsiooni puhul tuleks arvesse võtta järgmisi kaalutlusi.

Küttekeha kuumutatud pikkus (

Koguvõimsuse tarbimine

Vedeliku viskoossus

Paagi sügavus

Agitatsiooni meetod

Takistused olemas

Protsessi temperatuur

Sümmeetriline positsioneerimine tagab tavaliselt kõige stabiilsema tsirkulatsioonimustri paagis.

Küttekehad tuleks hoida eemal ka:

Tanki turvised

Imemisavad

Tiheda sodi piirkonnad

Sisemised struktuursed traksid

Kokkuvõte
Paagi ehituse üks põhiline, kuid väga oluline omadus on mitme PTFE-küttekeha õige vahekaugus. Kui küttekehad on üksteisele liiga lähedal, segavad küttekehade loomulikud konvektsioonisambad üksteist, mille tulemuseks on halva tsirkulatsiooni ja madala soojusülekande efektiivsusega kuumad tsoonid. See termiline häire võib põhjustada ümbrise temperatuuri tõusu, küttekeha suuremat kulumist ja paagi ebaühtlast kuumenemist.

Üldiselt võimaldab umbes 1,5–2-kordne kuumutatud pikkusest -keskpunktidevaheline{1}}vahe iga küttekeha iseseisvalt töötada, tagades samal ajal stabiilse konvektsioonivoolu ja piisava jahutuse kogu ümbrise pinnal. Sügavamate paakide või viskoossemate vedelike puhul võib olla oluline edasine eraldamine, et vältida voogu segunemist paagi ülemises osas.

Deflektorid ja voolujuhikud võivad mõnikord aidata häireefekte vähendada, kuid füüsiline eraldamine on siiski parim valik. Soojussüsteemide projekteerimisel ei suurendata jõudlust tavaliselt mitte komponentide kokkusurumisega, vaid igale seadmele hingamisruumi jätmisega.