Khoảng cách khuyến nghị giữa nhiều bộ gia nhiệt PTFE trong một bể duy nhất để tránh nhiễu nhiệt là bao nhiêu?

Đây có vẻ là một cách tiếp cận hiệu quả để tập trung công suất gia nhiệt, nhưng khi hai bộ gia nhiệt ngâm PTFE công suất lớn được đặt quá gần nhau trong một bể, thì-vùng chết động động chất lỏng có thể phát triển giữa các bộ phận. Mỗi lò sưởi tạo ra một cột chất lỏng nóng dâng lên. Sự va chạm của các luồng nhiệt này dẫn đến một kiểu dòng chảy không ổn định, có nghĩa là chất lỏng giữa các bộ gia nhiệt không được lưu thông đúng cách.

Thách thức kỹ thuật của việc đặt khoảng cách giữa các bộ gia nhiệt PTFE là hiện tượng nhiễu nhiệt; vấn đề không phải là tiếp xúc điện hay sưởi ấm bức xạ. Vấn đề thực sự là sự gián đoạn của chuyển động đối lưu. Khoảng cách không chính xác ảnh hưởng đến hiệu suất truyền nhiệt, làm tăng nhiệt độ vỏ bọc và gây ra các điểm nóng cục bộ, do đó làm giảm tuổi thọ của lò sưởi.

Máy sưởi PTFE hoạt động như thế nào Đối lưu tự nhiên
Đối lưu là chế độ chủ yếu nhờ đó nhiệt của lò sưởi ngâm PTFE thẳng đứng được truyền sang chất lỏng xung quanh.

Khi vỏ làm nóng chất lỏng xung quanh:

Mật độ của nó trở nên ít hơn

Chất lỏng tăng lên

Chất lỏng mát hơn được đưa vào từ bên dưới và từ hai bên

Một luồng tuần hoàn liên tục được hình thành

Kiểu đối lưu tự nhiên này luân chuyển nhiệt khắp bể mà không cần khuấy trộn cơ học.

Hình dạng và sức mạnh của chùm tia phụ thuộc vào một số điều bao gồm:

Công suất máy sưởi

Độ nhớt của chất lỏng

Thiết kế bể

Nhiệt độ của chất lỏng

Đặt máy sưởi

Các luồng đối lưu rộng hơn và nhanh hơn khi công suất của lò sưởi cao hơn, chậm hơn và nhỏ hơn khi chất lỏng có độ nhớt.

Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn đặt quá nhiều máy sưởi gần nhau?
Vấn đề bắt đầu khi các máy sưởi lân cận tranh giành cùng một chất lỏng xung quanh.

Các khu vực tràn vào cạnh tranh
Mỗi lò sưởi cần một chất lỏng lạnh hơn bao quanh phần dưới của nó để đối lưu hoạt động hiệu quả.

Nếu lò sưởi thứ hai được lắp đặt quá gần:

Khu vực tiếp nhận của họ chồng chéo lên nhau

Nguồn cung cấp chất lỏng mát hạn chế

Vận tốc dòng chảy giữa các lò sưởi giảm xuống.

Tuần hoàn suy yếu

Máy sưởi cần không gian để thở để có thể hoạt động bình thường.

Sự phát triển của một điểm nóng trì trệ
Nếu dòng đối lưu bị hạn chế, vùng ứ đọng có thể hình thành giữa các bộ gia nhiệt.

Vị trí bị mắc kẹt này có thể gặp phải:

Chuyển động ít chất lỏng hơn

Nhiệt độ cao hơn cục bộ

Truyền nhiệt kém

Việc làm mát bề mặt vỏ bọc đã được giảm bớt.

Nếu hệ số truyền nhiệt giảm, nhiệt độ vỏ bọc PTFE sẽ tăng ngay cả ở cùng một công suất trong lò sưởi.

Hiệu ứng này thường phản tác dụng:

Tổng hiệu suất sưởi ấm thấp hơn

Khả năng quá nhiệt cục bộ cao hơn

Sự lão hóa nhanh chóng của vỏ bọc

Tăng lượng bùn hoặc cặn phát triển trong chất lỏng xử lý

Khoảng cách khuyến nghị giữa các bộ gia nhiệt PTFE
Để giảm nhiễu nhiệt, khuyến nghị về khoảng cách tối thiểu từ tâm-đến{1}}trung tâm thường được sử dụng.

Sự tách biệt tối thiểu được đề xuất
Khoảng cách chung được đề xuất là:

1,5 đến 2 lần chiều dài nhiệt của phần tử

Ví dụ:

Chiều dài gia nhiệt Khoảng cách trung tâm tối thiểu được đề xuất 500 mm 750 - 1000 mm
1000 mm 1500 – 2000 mm 1500 mm 2250 – 3000 mm
Sự tách biệt này cho phép mỗi lò sưởi phát triển một luồng đối lưu riêng mà không có sự tương tác không cần thiết.

Tại sao khoảng cách này lại hiệu quả
Tại thời điểm tách biệt này:

Mỗi lò sưởi có khả năng tự hút chất lỏng làm mát

Dòng chảy đói giảm

Đối lưu vẫn đối xứng

Sự truyền nhiệt bề mặt vẫn ổn định.

Các luồng nhiệt vẫn có thể tương tác ở khu vực bể cao hơn, nhưng dòng nạp phía dưới được cách ly đủ để vận hành hiệu quả.

Những cân nhắc cho bể sâu
Những khó khăn đối lưu bổ sung phát sinh với các bể xử lý sâu.

Hợp nhất chùm trong xe tăng cao
Chất lỏng nóng lên dâng lên, đám khói phân tán và chậm lại một cách tự nhiên.

Trong bể sâu:

Chùm phân tán lên trên

Và các luồng khí gần đó có thể nối với nhau ở phía trên

Các mô hình dòng chảy cấp trên yếu hơn trở nên không ổn định.

Do đó, đối với các bể cao, ngay cả khi khoảng cách-mức thấp hơn có vẻ đủ thì vẫn có thể cần khoảng cách lớn hơn.

Chất lỏng nóng hoặc nhớt
Axit, dung dịch mạ và hóa chất đậm đặc có xu hướng trở nên nhớt hoặc phân tầng trong điều kiện vận hành.

Độ nhớt cao hơn sẽ ức chế sự lưu thông tự nhiên và do đó khoảng cách chính xác là quan trọng hơn.

Hiệu ứng nhiễu nhiệt đối với độ tin cậy của lò sưởi
Khoảng cách kém không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất sưởi ấm.

Nhiệt độ vỏ bọc cao
Hiệu ứng làm mát bằng chất lỏng xung quanh bề mặt lò sưởi giảm đi do dòng chảy bị hạn chế.

Hậu quả có thể bao gồm:

Nhiệt độ vỏ tăng

Tăng cường lão hóa của PTFE

Căng thẳng dây nóng bên trong.

Khả năng kiệt sức cao hơn

Phân bố nhiệt độ không đồng đều trong bể
Sự hình thành các đám khói cản trở:

Các điểm nóng trong khu vực của bạn

Phân tầng nhiệt

Khu vực sưởi ấm chậm

Quy trình không nhất quán

Những thay đổi nhiệt độ như vậy có thể làm giảm chất lượng sản phẩm hoặc ảnh hưởng đến việc kiểm soát phản ứng trong các hoạt động hóa học chính xác.

Các lựa chọn khác để cắt
Hệ thống kiểm soát-lưu lượng thứ cấp đôi khi có thể giảm bớt nhiễu khi khoảng cách vật lý bị giới hạn bởi kích thước bể .

Thanh ngang hoặc vách ngăn
Một rào chắn ngang hoặc vách ngăn dọc giữa các lò sưởi gần đó có thể cách ly một phần các luồng đối lưu.

Đây là những hữu ích:

Bỏ qua dòng chảy vào.

Giảm va chạm chùm

Sự ổn định tuần hoàn trở nên tốt hơn

Nhưng phần lớn phụ thuộc vào hiệu quả:

Hình dạng bể

Tính chất của chất lỏng

Mật độ năng lượng nóng

Vị trí của vách ngăn

Tại sao sự tách biệt về mặt vật lý vẫn là tốt nhất
Tuy nhiên, trong khi các vách ngăn có thể cải thiện điều kiện dòng chảy cục bộ thì khoảng cách vật lý là phương pháp đáng tin cậy và có thể dự đoán được nhất.

Khả năng tiếp cận miễn phí các chất lỏng xung quanh là điều kiện tối ưu cho sự đối lưu tự nhiên của mỗi lò sưởi.

Ảnh hưởng của mật độ Watt
Kích thước của chùm đối lưu cũng thay đổi rất nhiều tùy theo mật độ watt của lò sưởi.

Máy sưởi mật độ-watt-cao
Máy sưởi mạnh hơn mang lại:

Tốc độ chùm nhanh hơn

Khu vực lưu thông lớn hơn

Tăng cường tương tác nhiệt

Chúng thường cách xa nhau hơn.

Máy sưởi mật độ-watt-thấp
Mật độ watt bảo toàn dẫn đến:

Đối lưu yếu hơn

Chiều rộng của chùm tia nhỏ hơn

Độ nhạy nhiễu ít hơn

Đây là một phần lý do khiến máy sưởi PTFE mật độ -watt-thấp hầu như chỉ được sử dụng trong các bể chứa hóa chất ăn mòn.

Đề xuất về cách bố trí các-bể chứa nhiều bộ sưởi
Đối với cấu hình nhiều{0}}bộ sưởi thực tế, cần cân nhắc những điều sau:

Chiều dài làm nóng của lò sưởi (

Tổng công suất sử dụng

Độ nhớt của chất lỏng

Độ sâu của bể

Phương pháp khuấy trộn

Hiện tượng tắc nghẽn

Nhiệt độ xử lý

Vị trí đối xứng thường mang lại kiểu tuần hoàn ổn định nhất trong bể.

Máy sưởi cũng nên tránh xa:

Lốp xe tăng

Lượng hút

Những vùng có bùn dày đặc

Niềng răng kết cấu bên trong

Bản tóm tắt
Một tính năng cơ bản nhưng rất quan trọng của việc xây dựng bể chứa là khoảng cách thích hợp của một số lò sưởi PTFE. Nếu các lò sưởi quá gần nhau, các luồng đối lưu tự nhiên của các lò sưởi sẽ cản trở lẫn nhau, dẫn đến các vùng nóng ứ đọng, khả năng tuần hoàn kém và hiệu suất truyền nhiệt thấp. Sự can thiệp nhiệt này có thể làm tăng nhiệt độ vỏ bọc, tăng độ mài mòn của lò sưởi và làm nóng bể không đều.

Nhìn chung, khoảng cách từ tâm-đến-tâm khoảng 1,5 đến 2 lần chiều dài được làm nóng cho phép mỗi bộ sưởi hoạt động độc lập đồng thời đảm bảo luồng đối lưu ổn định và làm mát đầy đủ trên bề mặt vỏ bọc. Đối với các bể sâu hơn hoặc chất lỏng nhớt hơn, việc phân tách sâu hơn có thể là cần thiết để tránh trộn lẫn các đám khói ở phần trên của bể.

Vách ngăn và dẫn hướng dòng chảy đôi khi có thể giúp giảm bớt hiệu ứng nhiễu, nhưng cách ly vật lý vẫn là cách tốt nhất. Trong thiết kế hệ thống nhiệt, hiệu suất thường được nâng cao không phải bằng cách ép các bộ phận lại với nhau mà bằng cách cho phép mỗi bộ phận có không gian thở.