Koji je preporučeni razmak između više PTFE grijača u jednom spremniku kako bi se izbjegle termičke smetnje?

Može izgledati kao efikasan pristup koncentriranju kapaciteta grijanja, ali kada su dva moćna PTFE uranjajuća grijača postavljena preblizu zajedno u rezervoaru, između komponenti se može razviti fluidna-dinamička mrtva zona. Svaki grijač proizvodi rastući stup vruće tekućine. Sudar ovih toplotnih perja dovodi do jedinstvenog nestalnog strujanja, što znači da tečnost između grejača ne cirkuliše pravilno.

Inženjerski izazov postavljanja nekoliko PTFE grijača je termička interferencija; problem nije električni kontakt ili zračenje grijanja. Pravi problem je poremećaj konvektivnog kretanja. Nepravilan razmak utječe na efikasnost prijenosa topline, povećava temperaturu omotača i uzrokuje lokalizirane vruće točke, čime se smanjuje vijek trajanja grijača.

Kako PTFE grijač radi Prirodna konvekcija
Konvekcija je dominantan način kojim se toplina vertikalnog PTFE uranjajućeg grijača prenosi na okolnu tekućinu.

Kada omotač zagreje tečnost oko:

Njegova gustina postaje manja

Tečnost se diže

Hladnija tečnost se dovodi odozdo i sa strane

Formira se kontinuirana cirkulacija

Ovaj prirodni obrazac konvekcije cirkuliše toplotu kroz rezervoar bez potrebe za mehaničkim mešanjem.

Oblik i snaga perjanice ovise o nekoliko stvari uključujući:

Snaga grijača

Viskoznost fluida

Dizajn rezervoara

Temperatura tečnosti

Postavljanje grijača

Konvekcijski perjanici su širi i brži kada je snaga grijača veća, a sporiji i manji kada je tekućina viskozna.

Šta ako postavite previše grijača blizu jedan drugom
Problemi počinju kada se susjedni grijači nadmeću za istu okolnu tekućinu.

Konkurentne zone priliva
Svakom grijaču je potrebna hladnija tekućina koja okružuje njegov donji dio kako bi konvekcija radila efikasno.

Ako je drugi grijač postavljen preblizu:

Njihova područja unosa se preklapaju

Ograničeno snabdevanje hladnom tečnošću

Brzina strujanja između grijača opada.

Slabljenje cirkulacije

Grijači zahtijevaju prostor za disanje da bi mogli pravilno funkcionirati.

Razvoj stajaće vruće tačke
Ako je protok konvekcije ograničen, između grijača može nastati ustajala zona.

Ova zarobljena lokacija može doživjeti:

Manje tečno kretanje

Viša temperatura lokalno

Loš prijenos topline

Hlađenje površine plašta je smanjeno.

Ako se koeficijent prijenosa topline smanji, temperatura PTFE omotača će se povećati čak i pri istoj snazi ​​u grijaču.

Efekat je obično kontra{0}}produktivan:

Niža ukupna efikasnost grijanja

Veća mogućnost lokalnog pregrijavanja

Ubrzano starenje omotača

Povećanje mulja ili stvaranje kamenca u procesnim fluidima

Preporučeni razmak između PTFE grijača
Da bi se smanjile termalne smetnje, često se koristi preporuka o minimalnom razmaku{0}}na-centar.

Minimalno preporučeno razdvajanje
Opšti predloženi razmak je:

1,5 do 2 puta toplinska dužina elementa

na primjer:

Grijana dužina Preporučeni minimalni središnji razmak 500 mm 750 - 1000 mm
1000 mm 1500 – 2000 mm 1500 mm 2250 – 3000 mm
Ovo razdvajanje omogućava svakom grijaču da razvije vlastiti konvekcijski oblak bez nepotrebne interakcije.

Zašto je ova distanca efikasna
U ovoj tački razdvajanja:

Svaki grijač je sposoban da samostalno crpi hladniju tekućinu

Smanjuje se gladovanje protoka

Konvekcija je i dalje simetrična

Površinski prijenos topline ostaje stabilan.

Toplotni talasi i dalje mogu biti u interakciji u području višeg rezervoara, ali niži ulazni protok je dovoljno izolovan za efikasan rad.

Razmatranja za Deep Tank
Dodatne poteškoće s konvekcijom nastaju s dubokim procesnim rezervoarima.

Spajanje perja u visokim rezervoarima
Zagrijana tečnost se diže, perjanica se prirodno razilazi i usporava.

U dubokim rezervoarima:

Perjanice se raspršuju prema gore

A obližnje perjanice se mogu spojiti na vrhu

Slabiji obrasci protoka na gornjem nivou postaju nestabilni.

Stoga, za visoke rezervoare, čak i ako se čini da je razdvajanje na nižem{0}} nivou dovoljnim, može biti potreban veći razmak.

Vruće ili viskozne tekućine
Kiseline, rastvori za oblaganje i koncentrovane hemikalije imaju tendenciju da postanu viskozne ili stratifikovane u radnim uslovima.

Veći viskozitet inhibira prirodnu cirkulaciju i stoga je pravilan razmak važniji.

Efekti toplotnih smetnji na pouzdanost grijača
Loš razmak ne utiče samo na performanse grejanja.

Visoka temperatura omotača
Efekat hlađenja tekućinom oko površine grijača se smanjuje zbog ograničenog protoka.

Posljedice mogu uključivati:

Povećana temperatura omotača

Poboljšano starenje PTFE-a

Unutrašnja napetost žice grijača.

Veće šanse za izgaranje

Neujednačena distribucija temperature u rezervoaru
Formiranje ometajućih perja:

Vruće tačke u vašem području

Termička stratifikacija

Zone sporog zagrevanja

Nedosljednost procesa

Takve promjene temperature mogu narušiti kvalitet proizvoda ili kontrolu reakcije u preciznim kemijskim operacijama.

Druge opcije za rezanje
Sekundarni{0}}sistemi za kontrolu protoka mogu ponekad smanjiti smetnje kada je fizički razmak ograničen veličinom rezervoara.

Horizontalne poprečne šipke ili pregrade
Horizontalna barijera ili vertikalna pregrada između obližnjih grijača može djelomično izolirati konvekcijske oblake.

Ovo su od pomoći:

Zaobiđite usisni tok.

Smanjite kolizije Plume

Stabilnost cirkulacije je poboljšana

Ali mnogo zavisi od efikasnosti:

Oblik rezervoara

Osobine fluida

Gustina snage grijača

Lokacija Baffle

Zašto je fizička odvojenost i dalje najbolja
Ali dok pregrade mogu poboljšati lokalizovane uslove protoka, fizički razmak je najpouzdaniji i najpredvidljiviji metod.

Slobodan pristup okolnim fluidima je optimalan uslov za prirodnu konvekciju za svaki grijač.

Efekat gustoće vata
Veličina konvekcijske perjanice također uvelike varira u odnosu na gustoću grijača u vatima.

Grejači velike -Watt-grejače
Intenzivniji grijači daju:

Brzina pljuska je veća

Veća područja cirkulacije

Poboljšana termička interakcija

Često su udaljeni jedan od drugog.

Grijači niske -Watt-vate gustine
Konzervativna gustoća vata rezultira:

Slabija konvektivna

Manja širina perjanice

Manja osjetljivost na smetnje

Ovo je dio razloga zašto se PTFE grijači male -watt-gustoće koriste gotovo isključivo u spremnicima za korozivne kemikalije.

Preporuke za raspored više-bokova za grijanje
Za praktičnu konfiguraciju više{0}}grijača treba uzeti u obzir sljedeće:

Dužina grijača (

Ukupna potrošnja snage

Viskoznost tečnosti

Dubina rezervoara

Metoda agitacije

Prisutna opstrukcija

Temperatura procesa

Simetrično pozicioniranje obično obezbeđuje najstabilniji obrazac cirkulacije u rezervoaru.

Grejalice takođe treba držati dalje od:

Tank gazi

Suction Intakes

Područja gustog blata

Unutrašnje strukturalne proteze

Rezime
Jedna osnovna, ali vrlo ključna karakteristika konstrukcije rezervoara je pravilan razmak između nekoliko PTFE grijača. Ako su grijači preblizu jedan drugom, prirodni konvekcijski talasi grijača ometaju jedni druge, što rezultira stagnirajućim vrućim zonama sa lošom cirkulacijom i niskom efikasnošću prijenosa topline. Ova termička interferencija može uzrokovati povećanje temperature omotača, povećano trošenje grijača i neravnomjerno zagrijavanje spremnika.

Općenito, razmak od centra-do-od oko 1,5 do 2 puta grijane dužine omogućava svakom grijaču da radi neovisno, istovremeno osiguravajući stabilan protok konvekcije i adekvatno hlađenje preko površine omotača. Za dublje rezervoare ili viskoznije tečnosti dodatno odvajanje može biti neophodno kako bi se izbeglo mešanje pljuska u gornjem delu rezervoara.

Pregrade i vodiči za protok ponekad mogu pomoći u smanjenju efekata smetnji, ali fizičko odvajanje je i dalje najbolja opcija. U dizajnu termičkog sistema, performanse se obično ne poboljšavaju stiskanjem komponenti zajedno, već tako što se svakoj jedinici ostavlja malo prostora za disanje.