Kā aprēķināt nepieciešamo PTFE sildītāju skaitu lielai taisnstūrveida pārklājuma tvertnei?

Bieži vien liela pārklājuma tvertne ir aprīkota ar vienu milzīgu PTFE iegremdējamo sildītāju, kas rada nevienmērīgu termisko vidi. Elements intensīvi silda tvertni, radot ierobežotu karstu zonu, kur tvertnes tālākie stūri ir vēsāki un slikti cirkulēti. Rezultāts ir neregulāra apšuvuma kvalitāte, nevienmērīga ķīmiskā aktivitāte un lēna termiskā atjaunošanās. Daudz labāka stratēģija ir sadalīt visu apkures slodzi pa vairākiem mazākiem PTFE sildītājiem, kas stratēģiski izvietoti visā tvertnē, lai radītu termisku "telpisko skaņu", kas aptver visu procesa apjomu ar stabilu, vienmērīgu siltumu.

Siltumam vajadzētu izplatīties kā siltam paisumam, kas ienāk no visiem virzieniem. Jūs vēlaties plašus cirkulācijas modeļus, nevis vienu agresīvu termisko kolonnu.

Kāpēc lielas taisnstūrveida tvertnes ir grūti vienmērīgi uzsildīt?
Lielo apšuvuma tvertņu arhitektūra, protams, nodrošina izturību pret vienādu temperatūras sadalījumu.

Ir daži iemesli, kāpēc tas ir izaicinājums:

Šķidruma kustība lielos- attālumos

Stūri ar sliktu cirkulāciju

Stratifikācijas ietekme

Siltuma zudums caur lielām atklātām virsmām

Statīvi un darba priekšmetu šķēršļi

Nevienmērīgi satraukti procesi

Ja siltums tiek koncentrēts vienā vietā, sildītāja radītā siltuma strūkla var pilnībā nesasniegt tvertnes tālākos galus.

Tā rezultātā rodas:

Auksti stūri

Lokalizēta siltuma uzkrāšanās-

Nehomogēnu šķīdumu ķīmija

Nevienmērīga pārklājuma nogulsnēšanās-

Slikta uzsilšanas{0}}veiktspēja

Tādējādi projektēšanas grūtības pārsniedz visu vatu saskaitīšanu. Tikpat nozīmīga ir faktiskā sildītāju atrašanās vieta un skaits.

Kopējās apkures nepieciešamības aprēķināšana
Lai aprēķinātu nepieciešamo PTFE sildītāju skaitu lielām taisnstūrveida tvertņu sistēmām, vispirms ir jāaprēķina kopējais siltuma pieprasījums.

Tas parasti sastāv no divām galvenajām daļām:

Slodze uzsildīšanai-
Enerģija, kas nepieciešama procesa šķīduma uzsildīšanai no sākuma temperatūras līdz darba temperatūrai pieļaujamā laika posmā.

Galvenie mainīgie ir:

Tvertnes ietilpība

Šķīduma blīvums:

Siltuma jauda specifiska

Nepieciešama temperatūras paaugstināšana

Nepieciešams laiks, lai iesildītos

Uzturēšanas slodze
Enerģija, kas nepieciešama, lai uzturētu tvertni tās darba temperatūrā pēc tam, kad tā ir sasniegusi līdzsvara stāvokli-.

Apkopes zudumi var rasties šādu iemeslu dēļ:

tvertnes sienas.

Virszemes ūdens zudums

Ventilācijas sistēma

Darba slodzes process

Siltuma zudumi apkārtējai videi

Kad ir zināma kopējā jaudas nepieciešamība, apkures slodzi var saprātīgi sadalīt starp vairākiem sildītājiem.

Kāpēc mazāki sildītāji ir efektīvāki
Vairāki mazāki PTFE iegremdējamie sildītāji nodrošina ievērojamas termiskās priekšrocības salīdzinājumā ar vienu lielu sildītāju.

Uzlabota temperatūras sadale
Katrs sildītājs rada savu augošo siltuma strūklu.

Pareizi izvietotas šīs plūmes pārklājas un mijiedarbojas, radot:

Izplatījās vienmērīgāk

Sajaukšana uzlaboja siltumu

Samazināta stratifikācija.

Aukstās zonas noņemšana

Visā tvertnē liela karstuma centra vietā ir plašs mērens termiskās cirkulācijas modelis.

Lokalizēta pārkaršanas samazināšana
Lieli atsevišķi sildītāji bieži rada augstu lokalizētu šķīduma temperatūru ap elementa virsmu.

Mazāki sildītāji vienmērīgāk izkliedē siltuma ievadi, samazinot vietējo termisko spriegumu līdz:

Apstrādes ķīmiskās vielas

Uzlikas cisternām

Apstrādājamās detaļas

Piedevu ķīmija

Operatīvā dublēšana
Vairāki sildītāji arī uzlabo sistēmas uzticamību.

Ja izslēdzas viens sildītājs:

Pārējie atlikušie sildītāji darbojas

Darbību pazeminātā temperatūrā var turpināt īsu laiku

Izvairīšanās no avārijas izslēgšanas

Vienkāršāka nomaiņas grafika plānošana

Šī atlaišana ir īpaši noderīga nepārtrauktas ražošanas vides gadījumā.

Sildītāju skaita aprēķināšana
To, cik daudz sildītāju būs nepieciešams, galvenokārt nosaka tvertnes izmērs un satura cirkulācija.

Īkšķa atstarpes noteikums
Kā aptuvens īkšķis, vienu sildītāju var novietot aptuveni katrā:

1,5-2,5 m gar tvertnes garajām sienām

Precīzs atstatums būs atkarīgs no tādiem mainīgajiem lielumiem kā:

Tvertnes augstums

Šķīduma viskozitāte

Uzbudinājuma pakāpe

Vatu blīvuma sildītājs

Procesa temperatūra

Tvertnes forma

Garākām tvertnēm ir nepieciešams vairāk izkliedētu apkures vietu, lai samazinātu mirušās zonas.

Izpratne par termisko plūmju mijiedarbību
Katrs PTFE sildītājs rada dabīgu konvekcijas strūklu, kurā uzkarsēts šķidrums plūst uz augšu no apvalka virsmas.

Vatu blīvuma ietekme
Siltuma strūklas darbība ir ļoti jutīga pret sildītāja vatu blīvumu.

Vatu blīvums palielinās:

Ātrāka plūsma uz augšu

Spēcīgāka lokalizēta konvekcija

Spēcīgāki siltuma slāņi

Zemāks vatu blīvums rada:

Mīkstāka plūsma.

Vienmērīgāks siltuma sadalījums

Mazāk lokalizēta turbulence

Ideja ir nevis vardarbīgi sajaukt, bet gan nodrošināt vienmērīgus cirkulācijas modeļus, kas pārklājas visā tvertnes tilpumā.

Ieteicamie sildītāju izvietojuma modeļi
Sildītāja izvietojuma ģeometrijai ir ievērojama ietekme uz siltuma veiktspēju.

Neuzstādiet vienu sienu
Bieži vien visi sildītāji tiek uzstādīti vienā tvertnes pusē:

Aukstās zonas uz pretējām sienām

Slikta šķērstvertnes cirkulācija

Nevienmērīga procesa temperatūra{0}}

Pat ja kopējā jauda ir pietiekama, tvertnes tālākā puse var būt termiski izmirusi.

Izmantojiet pret{0}}sienas sadali
Labāks veids ir novietot sildītājus uz pretējām garām sienām pakāpeniski.

Šāds izkārtojums veicina:

Šķērs-plūsmas kustība

Konvekcijas strāvu mijiedarbība

Vienmērīga siltuma sadale

Palēninājums atpalikušos reģionos

Iegūtais cirkulācijas modelis vienmērīgāk sadala siltumu visā tvertnē.

Aplūkojot tvertnes ģeometriju un procesa izkārtojumu
Apšuvuma procesa fiziskajā realitātē jāņem vērā arī atbilstošā sildītāja konfigurācija.

Statīva un sagataves šķēršļi
Dabisko cirkulāciju var traucēt lielu daļu plaukti vai blīvi noslogotas ražošanas iekārtas.

Ja iespējams, jāizvairās no sildītāja atrašanās vietām bloķētās vietās.

Sūknēšanas un maisīšanas ietekme
Mehāniskā maisīšana un šķīduma recirkulācija būtiski ietekmē siltuma plūsmas modeļus.

Spēcīgi maisītās tvertnēs var būt piemēroti platāki sildītāju attālumi, jo piespiedu maisīšana palīdz izlīdzināt temperatūru.

Stūra ģeometrija
Tvertņu līkumi dabiski rada zemas plūsmas zonas.

Lielāka uzmanība jāpievērš mehānismiem, ar kuriem tur nokļūst siltuma cirkulācija.

Kāpēc instalācijas klīrenss ir svarīgs
Atbilstošs attālums ir vairāk nekā siltuma problēma.

Jānodrošina arī pietiekams attālums:

Sildītāja uzstādīšana

Tīrīšana apkopes laikā

Piekļuve tīrīšanai

Dūņu noņemšana

Tvertņu pārbaudes

Sildītāju novietošana pārāk tuvu viena otrai var apgrūtināt apkalpošanu un ilgtermiņā pasliktināt apkopes iespējas.

PTFE sildītājiem jābūt pieejamiem, neizjaucot apkārtējo aprīkojumu.

Tipisks dizaina piemērs
Apsveriet milzīgu taisnstūrveida pārklājuma tvertni, kurai jābūt:

Kopējais apkures pieprasījums 36kW

Tvertnes garums: 8 metri

Tvertnes platums: 2 metri

Viena 36 kw sildītāja vietā slodzi varētu iedalīt:

6 × 6 kW sildītāji PTFE

Pēc tam sildītājus var izvietot pa pretējām tvertnes sienām ar aptuveni 1,5 metru intervālu.

Tas nodrošinātu šādu izkārtojumu:

Termiskās plūmes izplatītas

Labāks aprites pārklājums

Zemāki termiskie gradienti

atlaišana, palielināta

Kopējā jauda ir vienāda, taču parasti tiek iegūts labāks rezultāts nekā tikai viens centrālapkures avots.

Izvairieties no izplatītākajām dizaina kļūdām
Pastāv vairākas izplatītas kļūdas, kas pasliktina apkures veiktspēju lielās pārklājuma tvertnēs.

Vienvietīgi lielizmēra sildītāji
Siltums ir koncentrēts, kas izraisa sliktu viendabīgumu un pārmērīgu lokālo temperatūru.

Nepareizs sienas novietojums
Lielas atmirušās zonas pāri tvertnei ir atstātas ar vienpusēju{0}}izkārtojumu.

Apkopes piekļuve Ignorēta
Sildītājus, kas uzstādīti pārāk tuvu viens otram, var nebūt droši apkalpot.

Pārāk liels jaudas blīvums
Liela apvalka slodze var kaitēt ķīmijai un samazināt sildītāja kalpošanas laiku.

Rūpīga sildītāju sadale novērš daudzas no šīm problēmām uzreiz.

Kopsavilkums
Efektīva lielas taisnstūrveida pārklājuma tvertnes uzsildīšana ir vairāk nekā tikai lielākā iegremdējamā sildītāja ievietošana. Kopējā siltuma slodze ir sadalīta starp vairākiem mazākiem PTFE sildītājiem, kas ir sakārtoti tā, lai nodrošinātu patiesu siltuma vienmērīgumu, kā rezultātā procesa tilpumā plaši pārklājas cirkulācijas modeļi.

Lielāka dizaina grūtībās izvēlēties pareizo PTFE sildītāju skaitu, kas nepieciešams lielām taisnstūrveida tvertņu sistēmām, sildītāju atstatums, sienu izvietojums, strūklas mijiedarbība un apkalpošanas pieejamība ir ļoti svarīgi, lai sasniegtu nemainīgu procesa temperatūru un novērstu aukstas vietas.

Tvertne ar vienmērīgāko temperatūru parasti nav lielākais sildītājs. Parasti tas ir ar visgudrāko un līdzsvarotāko izkliedēto siltuma avotu kombināciju.