Kāds ir ieteicamais attālums starp vairākiem PTFE sildītājiem vienā tvertnē, lai izvairītos no termiskiem traucējumiem?

Var šķist, ka tā ir efektīva pieeja sildīšanas jaudas koncentrēšanai, taču, ja divi jaudīgi PTFE iegremdējamie sildītāji ir novietoti pārāk cieši viens otram tvertnē, starp komponentiem var veidoties dinamiska -nāves zona. Katrs sildītājs rada augošu karsta šķidruma kolonnu. Šo termisko strūklu sadursme rada vienu nestabilu plūsmas modeli, kas nozīmē, ka šķidrums starp sildītājiem netiek pareizi cirkulēts.

Vairāku PTFE sildītāju atstatuma inženiertehniskais izaicinājums ir termiskie traucējumi; problēma nav elektriskais kontakts vai starojuma apkure. Patiesā problēma ir konvekcijas kustības traucējumi. Nepareizs atstatums ietekmē siltuma pārneses efektivitāti, paaugstina apvalka temperatūru un rada lokālus karstos punktus, tādējādi samazinot sildītāja kalpošanas laiku.

Kā darbojas PTFE sildītājs Dabiskā konvekcija
Konvekcija ir dominējošais režīms, ar kuru vertikālā PTFE iegremdējamā sildītāja siltums tiek pārnests uz apkārtējo šķidrumu.

Kad apvalks silda šķidrumu apkārt:

Tās blīvums kļūst mazāks

Šķidrums paceļas

Vēsāks šķidrums tiek ievests no apakšas un no sāniem

Tiek veidota nepārtraukta cirkulācijas strūkla

Šis dabiskais konvekcijas modelis cirkulē siltumu visā tvertnē bez mehāniskas maisīšanas.

Plūmju forma un jauda ir atkarīga no dažām lietām, tostarp:

Sildītāja jauda

Šķidruma viskozitāte

Tvertnes dizains

Šķidruma temperatūra

Sildītāja novietošana

Konvekcijas strūklas ir plašākas un ātrākas, ja sildītāja jauda ir lielāka, un lēnākas un mazākas, ja šķidrums ir viskozs.

Ko darīt, ja novietojat pārāk daudz sildītāju tuvu viens otram
Problēmas sākas, kad blakus esošie sildītāji sacenšas par to pašu apkārtējo šķidrumu.

Konkurējošās pieplūduma zonas
Katram sildītājam ir nepieciešams vēsāks šķidrums, kas ieskauj tā apakšējo daļu, lai konvekcija darbotos efektīvi.

Ja otrs sildītājs ir uzstādīts pārāk tuvu:

To uzņemšanas zonas pārklājas

Ierobežota aukstā šķidruma padeve

Plūsmas ātrums starp sildītājiem samazinās.

Vājinās cirkulācija

Sildītājiem ir nepieciešama vieta elpot, lai tie varētu pareizi darboties.

Stagnējoša karstā punkta attīstība
Ja konvekcijas plūsma ir ierobežota, starp sildītājiem var veidoties stagnējoša zona.

Šajā iesprostotajā vietā var rasties:

Mazāka šķidruma kustība

Augstāka temperatūra lokāli

Slikta siltuma pārnese

Apvalka virsmas dzesēšana ir samazināta.

Ja siltuma pārneses koeficients samazinās, PTFE apvalka temperatūra paaugstinās pat pie tādas pašas jaudas sildītājā.

Ietekme parasti ir neproduktīva{0}}:

Zemāka kopējā apkures efektivitāte

Lielāka vietēja pārkaršanas iespēja

Paātrināta apvalka novecošanās

Dūņu vai katlakmens veidošanās palielināšanās procesa šķidrumos

Ieteicamais attālums starp PTFE sildītājiem
Lai samazinātu termiskos traucējumus, bieži tiek izmantots ieteikums par minimālo attālumu no centra{0}}līdz{1}}centram.

Minimālā ieteicamā atdalīšana
Ieteicamais vispārīgais atstatums ir šāds:

1,5 līdz 2 reizes lielāks par elementa termisko garumu

Piemēram:

Apsildāms garums Ieteicamais minimālais attālums starp 500 mm 750 - 1000 mm
1000 mm 1500–2000 mm 1500 mm 2250–3000 mm
Šī atdalīšana ļauj katram sildītājam izveidot savu konvekcijas strūklu bez nevajadzīgas mijiedarbības.

Kāpēc šis attālums ir efektīvs
Šajā atdalīšanas punktā:

Katrs sildītājs pats spēj uzņemt dzesētāja šķidrumu

Plūsmas bads ir samazināts

Konvekcija joprojām ir simetriska

Virsmas siltuma pārnese saglabājas vienmērīga.

Siltuma strūklas joprojām var mijiedarboties augstākās tvertnes zonā, taču zemākā ieplūdes plūsma ir pietiekami izolēta efektīvai darbībai.

Apsvērumi par dziļo tvertni
Papildu konvekcijas grūtības rodas ar dziļām procesa tvertnēm.

Plūmju saplūšana augstās tvertnēs
Uzkarsēts šķidrums paceļas, strūklas atdalās un dabiski palēninās.

Dziļās tvertnēs:

Plūmes izklīst uz augšu

Un tuvumā esošie plūmes var pievienoties augšpusē

Vājāka augšējā līmeņa plūsmas modeļi kļūst nestabili.

Tādējādi augstām tvertnēm, pat ja zemāka līmeņa attālums{0}}šķiet pietiekams, var būt nepieciešama lielāka atstarpe.

Karsti vai viskozi šķidrumi
Skābes, pārklājuma šķīdumi un koncentrētas ķimikālijas darbības apstākļos mēdz kļūt viskozas vai stratificētas.

Augstāka viskozitāte kavē dabisko cirkulāciju, un tāpēc pareizais atstatums ir svarīgāks.

Siltuma traucējumu ietekme uz sildītāja uzticamību
Slikts attālums ietekmē ne tikai apkures veiktspēju.

Augsta apvalka temperatūra
Šķidruma dzesēšanas efekts ap sildītāja virsmu samazinās ierobežotas plūsmas dēļ.

Sekas var ietvert:

Paaugstināta apvalka temperatūra

Uzlabota PTFE novecošanās

Iekšējā sildītāja stieples spriegojums.

Lielāka izdegšanas iespēja

Nevienmērīgs temperatūras sadalījums tvertnē
Traucējošo spalvu veidošanās:

Karstie punkti jūsu reģionā

Termiskā stratifikācija

Lēnas apkures zonas

Procesa nekonsekvence

Šādas temperatūras izmaiņas var pasliktināt produkta kvalitāti vai reakcijas kontroli precīzās ķīmiskās darbībās.

Citas griešanas iespējas
Sekundārās plūsmas{0}}kontroles sistēmas dažkārt var mazināt traucējumus, ja fizisko attālumu ierobežo tvertnes izmērs.

Horizontāli šķērsstieņi vai deflektori
Horizontāla barjera vai vertikāls sadalītājs starp blakus esošajiem sildītājiem var daļēji izolēt konvekcijas strūklas.

Šie ir noderīgi:

Apvadiet ieplūdes plūsmu.

Samaziniet spalvu sadursmes

Cirkulācijas stabilitāte uzlabojās

Bet daudz kas ir atkarīgs no efektivitātes:

Tvertnes forma

Šķidrumu īpašības

Sildītāja jaudas blīvums

Baffle atrašanās vieta

Kāpēc fiziskā atdalīšana joprojām ir vislabākā
Bet, lai gan deflektori var uzlabot lokalizētus plūsmas apstākļus, fiziskā atstarpe ir visuzticamākā un paredzamākā metode.

Brīva piekļuve apkārtējiem šķidrumiem ir optimālais nosacījums katra sildītāja dabiskajai konvekcijai.

Vatu blīvuma ietekme
Konvekcijas strūklas izmērs arī ļoti atšķiras atkarībā no sildītāja vatu blīvuma.

Augsta{0}}vatu-blīvuma sildītāji
Intensīvāki sildītāji nodrošina:

Ātrāks ātrums

Lielākas aprites zonas

Uzlabota termiskā mijiedarbība

Tie bieži atrodas tālāk viens no otra.

Zema-vatu-blīvuma sildītāji
Konservatīvais vatu blīvums rada:

Vājāka konvektīva

Mazāks spalvu platums

Mazāka jutība pret traucējumiem

Tas ir daļa no iemesla, kādēļ zema -vatu-blīvuma PTFE sildītāji tiek izmantoti gandrīz tikai kodīgo ķīmisko vielu tvertnēs.

Ieteikumi vairāku -sildītāju tvertņu izkārtojumam
Praktiskai vairāku{0}}sildītāju konfigurācijai jāņem vērā šādi apsvērumi:

Sildītāja sildīšanas garums (

Kopējais jaudas patēriņš

Šķidruma viskozitāte

Tvertnes dziļums

Maisīšanas metode

Esošs šķērslis

Procesa temperatūra

Simetriskā pozicionēšana parasti nodrošina visstabilāko cirkulācijas modeli tvertnē.

Sildītāji arī jātur tālāk no:

Tvertņu protektori

Sūkšanas ieplūdes

Blīvu dubļu reģioni

Iekšējās strukturālās breketes

Kopsavilkums
Viena no galvenajām, bet ļoti būtiskām tvertnes konstrukcijas iezīmēm ir pareizs attālums starp vairākiem PTFE sildītājiem. Ja sildītāji atrodas pārāk tuvu viens otram, sildītāju dabiskās konvekcijas strūklas traucē viens otru, kā rezultātā veidojas stagnējošas karstās zonas ar sliktu cirkulāciju un zemu siltuma pārneses efektivitāti. Šie termiskie traucējumi var izraisīt paaugstinātu apvalka temperatūru, palielinātu sildītāja nodilumu un nevienmērīgu tvertnes uzsilšanu.

Parasti attālums no centra -līdz -centram, kas ir aptuveni 1,5–2 reizes lielāks par apsildāmo garumu, ļauj katram sildītājam darboties neatkarīgi, vienlaikus nodrošinot stabilu konvekcijas plūsmu un atbilstošu dzesēšanu visā apvalka virsmā. Dziļākām tvertnēm vai viskozākiem šķidrumiem var būt nepieciešama turpmāka atdalīšana, lai izvairītos no strūklas sajaukšanās tvertnes augšējā daļā.

Deflektori un plūsmas vadotnes dažkārt var palīdzēt samazināt traucējumu efektus, taču fiziskā atdalīšana joprojām ir labākā izvēle. Termiskās sistēmas projektēšanā veiktspēja parasti tiek uzlabota, nevis saspiežot sastāvdaļas kopā, bet gan ļaujot katrai vienībai nedaudz elpot.