Kako izračunati potreban broj PTFE grijača za veliki pravougaoni rezervoar?

Često je veliki rezervoar za oplatu opremljen jednim, ogromnim PTFE uranjajućim grijačem što rezultira neujednačenim termičkim okruženjem. Element intenzivno zagreva rezervoar, stvarajući ograničenu vruću zonu, pri čemu su dalji uglovi rezervoara hladniji i slabo cirkulišu. Rezultat je nepravilan kvalitet oblaganja, neujednačena hemijska aktivnost i spor termički oporavak. Mnogo bolja strategija je da se kompletno opterećenje grijanja podijeli na više manjih PTFE grijača strateški smještenih u rezervoaru kako bi se stvorio termalni "surround zvuk" koji obavija cijeli procesni volumen stabilnom, ujednačenom toplinom.

Vrućina bi se trebala širiti kao topla plima koja dolazi sa svih strana. Želite široku cirkulaciju, a ne jednu agresivnu termičku kolonu.

Zašto je velike pravougaone rezervoare teško ravnomerno zagrejati
Arhitektura velikih rezervoara za oplatu prirodno daje otpornost na jednaku raspodjelu temperature.

Nekoliko je razloga zašto je ovo izazov:

Kretanje tekućine-na velike udaljenosti

Uglovi sa slabom cirkulacijom

Uticaj stratifikacije

Gubitak topline kroz velike izložene površine

Stalci i prepreke radnih predmeta

Neravnomjerno uzburkani procesi

Kada je toplota koncentrisana na jednoj lokaciji, toplotni oblak koji stvara grijač možda neće u potpunosti doseći udaljene krajeve spremnika.

Ovo rezultira:

Hladni uglovi

Lokalizirano nakupljanje{0}}topline

Hemija nehomogenog rastvora

Ne-ujednačeno nanošenje prevlake

Loše performanse{0}}zagrijavanja

Dakle, teškoća dizajna ide dalje od jednostavnog zbrajanja čitavih vati. Stvarna lokacija i broj grijača su podjednako značajni.

Izračunavanje ukupnih potreba za grijanjem
Da bi se izračunao broj PTFE grijača potrebnih za velike pravokutne sisteme spremnika, prije svega treba izračunati ukupnu potražnju za toplinom.

Ovo se općenito sastoji od dva glavna dijela:

Opterećenje za zagrijavanje{0}}
Energija potrebna za zagrijavanje procesnog rješenja od početne do radne temperature u dozvoljenom vremenskom rasponu.

Glavne varijable su:

Kapacitet rezervoara

Gustina rastvora:

Specifičan toplinski kapacitet

Potrebno povećanje temperature

Vrijeme potrebno za zagrijavanje

Opterećenje održavanja
Energija potrebna da se rezervoar održi na radnoj temperaturi nakon što dostigne stabilno-uvjete.

Gubici održavanja mogu nastati zbog:

zidovi rezervoara.

Gubitak površinske vode

Sistem ventilacije

Workloads Process

Toplotni gubici u okolini

Kada se sazna ukupna potreba za snagom, opterećenje grijanja može se inteligentno rasporediti između nekoliko grijača.

Zašto su manji grijači efikasniji
Više manjih PTFE uranjajućih grijača pružaju značajne toplinske prednosti u odnosu na jedan veliki grijač.

Poboljšana distribucija temperature
Svaki grijač proizvodi vlastitu rastuću toplinu.

Pravilno raspoređeni, ove perjanice se preklapaju i međusobno djeluju kako bi proizvele:

Ravnomjernije rašireno

Miješanje poboljšana toplina

Smanjena stratifikacija.

Uklanjanje hladne zone

Kroz cijeli rezervoar postoji široki umjereni termalni cirkulatorni uzorak umjesto velikog vrućeg centra.

Lokalizirano smanjenje pregrijavanja
Veliki pojedinačni grijači često proizvode visoke lokalizirane temperature otopine oko površine elementa.

Manji grijači ravnomjernije difundiraju unos topline, smanjujući lokalni toplinski stres na:

Procesne hemikalije

Obloge za rezervoare

Radni komadi

Additive Chemisries

Operational Backup
Višestruki grijači također poboljšavaju pouzdanost sistema.

Ako jedan grijač ne radi:

Ostali preostali grijači rade

Rad na sniženoj temperaturi može se nastaviti kratko vrijeme

Izbjegavanje isključenja u nuždi

Jednostavnije planiranje rasporeda zamjene

Ova redundantnost je posebno korisna u slučaju kontinuiranog proizvodnog okruženja.

Izračunavanje broja grijača
Koliko će grijača biti potrebno uglavnom ovisi o veličini spremnika i cirkulaciji sadržaja.

Pravilo razmaka palaca
Kao grubo pravilo, možete postaviti jedan grijač otprilike svaki:

1,5-2,5 m duž dugih zidova rezervoara

Tačan razmak će zavisiti od varijabli kao što su:

Visina rezervoara

Viskoznost rastvora

Stepen uznemirenosti

Grejač gustine vati

Temperature procesa

Oblik rezervoara

Duži rezervoari zahtevaju više raspoređenih grejnih mesta kako bi se mrtve zone svele na minimum.

Razumijevanje interakcije toplinskih pljuskova
Svaki PTFE grijač proizvodi prirodnu konvekcijsku struju, u kojoj zagrijana tekućina struji prema gore sa površine omotača.

Efekat gustoće vata
Ponašanje termičkog oblaka je vrlo osjetljivo na gustinu grijača u vatima.

Gustoća vata se povećava:

Brži tok prema gore

Snažnija lokalizirana konvekcija

Jače perjanice toplote

Niža gustoća vata rezultira:

Mekši protok.

Ravnomjernija raspodjela topline

Manje lokalizirane turbulencije

Ideja nije da se nasilno meša, već da se obrasci cirkulacije glatko preklapaju po zapremini rezervoara.

Predloženi obrasci lokacije grijača
Geometrija postavljanja grijača ima značajan utjecaj na toplinske performanse.

Ne postavljajte jedan zid
Često rezultira montažom svih grijača na jednu stranu rezervoara:

Hladne zone na suprotnim zidovima

Loša poprečna cirkulacija rezervoara

Ne-ujednačena temperatura procesa

Čak i ako je ukupna snaga dovoljna, dalja strana rezervoara može biti termički mrtva.

Koristite Anti-Zidnu distribuciju
Bolji način je da grijače postavite na suprotne dugačke zidove u stepenicama.

Takav raspored promovira:

Poprečni{0}}pokret

Interakcija konvekcijskih struja

Ravnomjerna raspodjela topline

Usporavanje u regionima koji zaostaju

Cirkulacijski uzorak koji rezultira ravnomjernije raspoređuje toplinu po cijelom spremniku.

Gledanje geometrije rezervoara i rasporeda procesa
Odgovarajuća konfiguracija grijača također se mora uzeti u obzir u fizičkoj stvarnosti procesa oblaganja.

Opstrukcija stalka i radnog komada
Prirodnu cirkulaciju mogu poremetiti regali za velike dijelove ili gusto opterećena proizvodna oprema.

Ako je moguće, treba izbjegavati lokacije grijača u blokiranim područjima.

Efekti pumpanja i miješanja
Mehaničko mešanje i recirkulacija rastvora značajno utiču na obrasce protoka toplote.

U rezervoarima koji se snažno mešaju, širi razmak između grejača može biti prikladan jer prisilno mešanje pomaže u izjednačavanju temperature.

Corner Geometry
Zavoji rezervoara prirodno stvaraju područja sa malim protokom.

Više pažnje treba obratiti na mehanizme kojima cirkulacija toplote tamo dolazi.

Zašto je instalacija važna
Odgovarajući razmak je više od termalnog problema.

Takođe će se održavati odgovarajući razmak za:

Ugradnja grijača

Čišćenje tokom servisa

Pristup za čišćenje

Uklanjanje mulja

Inspekcije rezervoara

Postavljanje grijača preblizu jedno može otežati servisiranje i dugoročno umanjiti mogućnost održavanja.

PTFE grijači trebaju biti dostupni bez opsežnog rastavljanja okolne opreme.

Tipičan primjer dizajna
Razmislite o ogromnom pravougaonom rezervoaru za oplatu koji mora biti:

Ukupna potrošnja grijanja 36kW

Dužina rezervoara: 8 metara

Širina rezervoara: 2 metra

Umjesto jednog grijača od 36 kw opterećenje bi se moglo podijeliti na:

6 × 6 kW Grijači PTFE

Grejači se zatim mogu rasporediti duž suprotnih zidova rezervoara u intervalima od oko 1,5 metara.

Ovo bi dalo aranžman od:

Raspoređeni su toplotni perjanici

Bolja pokrivenost cirkulacijom

Niži toplotni gradijenti

višak, povećan

Ukupna snaga je ista, ali obično dobijate bolji rezultat od samo jednog izvora centralnog grijanja.

Izbjegavanje uobičajenih grešaka u dizajnu
Postoji nekoliko uobičajenih grešaka koje umanjuju performanse grijanja u velikim spremnicima za oplatu.

Pojedinačni, veliki grijači
Toplina je koncentrirana što uzrokuje lošu homogenost i previsoke lokalne temperature.

Nepravilno postavljanje na zid
Velike mrtve zone preko rezervoara ostavljene su jednostranim-oblikovima.

Pristup održavanju zanemaren
Grijači postavljeni preblizu jedan možda neće biti bezbedno servisirani.

Prevelika gustina snage
Visoko opterećenje omotača može naštetiti hemiji i smanjiti vijek trajanja grijača.

Pažljiva distribucija grijača eliminira mnoge od ovih problema odjednom.

Rezime
Učinkovito grijanje velikog pravokutnog spremnika za oplate je više od jednostavnog umetanja najvećeg uranjajućeg grijača koji možete pronaći. Sveukupno toplinsko opterećenje podijeljeno je između nekoliko manjih PTFE grijača, raspoređenih tako da obezbijede istinsku termičku uniformnost, što rezultira širokim preklapajućim cirkulacijskim obrascima kroz procesnu zapreminu.

U većoj poteškoći u dizajnu odabira pravog broja PTFE grijača potrebnih za velike pravokutne sisteme rezervoara, razmak između grijača, postavljanje na zid, interakcija pljuska i dostupnost servisiranja su ključni za postizanje konzistentnih temperatura procesa i sprečavanje hladnih tačaka.

Spremnik sa najjednostavnijom temperaturom obično nije najveći grijač. Tipičnije je da je to onaj sa najpametnijom, najizbalansiranijom mješavinom rasutih izvora topline.