Aká je odporúčaná vzdialenosť medzi viacerými ohrievačmi PTFE v jednej nádrži, aby sa predišlo tepelnému rušeniu?

Môže sa to zdať ako efektívny prístup ku koncentrácii vykurovacieho výkonu, ale keď sú dva výkonné PTFE ponorné ohrievače umiestnené príliš blízko pri sebe v nádrži, medzi komponentmi sa môže vytvoriť dynamická{0} mŕtva zóna. Každý ohrievač vytvára stúpajúci stĺpec horúcej kvapaliny. Kolízia týchto tepelných oblakov má za následok jeden nestály vzor prúdenia, čo znamená, že kvapalina medzi ohrievačmi nie je správne cirkulovaná.

Technickou výzvou pri umiestnení niekoľkých PTFE ohrievačov je tepelné rušenie; problém nie je elektrický kontakt alebo sálavé vykurovanie. Skutočným problémom je narušenie konvekčného pohybu. Nesprávne rozmiestnenie ovplyvňuje účinnosť prenosu tepla, zvyšuje teplotu plášťa a spôsobuje lokalizované horúce miesta, čím sa znižuje životnosť ohrievača.

Ako funguje PTFE ohrievač Prirodzená konvekcia
Konvekcia je dominantný režim, ktorým sa teplo vertikálneho PTFE ponorného ohrievača prenáša do okolitej kvapaliny.

Keď plášť ohrieva kvapalinu okolo:

Jeho hustota sa znižuje

Tekutina stúpa

Chladnejšia kvapalina sa privádza zospodu a zo strán

Vytvára sa nepretržitý cirkulačný oblak

Tento prirodzený konvekčný vzor cirkuluje teplo v nádrži bez potreby mechanického miešania.

Tvar a sila oblaku závisí od niekoľkých vecí vrátane:

Výkon ohrievača

Viskozita tekutín

Dizajn nádrže

Teplota kvapaliny

Umiestnenie ohrievača

Konvekčné oblaky sú širšie a rýchlejšie, keď je výkon ohrievača vyšší, a pomalšie a menšie, keď je kvapalina viskózna.

Čo ak umiestnite príliš veľa ohrievačov blízko seba
Problémy začínajú, keď susedné ohrievače súťažia o rovnakú okolitú kvapalinu.

Konkurenčné prílevové zóny
Každý ohrievač potrebuje chladnejšiu kvapalinu obklopujúcu jeho spodnú časť, aby konvekcia fungovala efektívne.

Ak je druhý ohrievač nainštalovaný príliš blízko:

Ich oblasti príjmu sa prekrývajú

Obmedzený prívod chladiacej kvapaliny

Rýchlosť prúdenia medzi ohrievačmi klesá.

Oslabenie obehu

Ohrievače vyžadujú priestor na dýchanie, aby mohli správne fungovať.

Vývoj stagnujúceho horúceho bodu
Ak je konvekčný tok obmedzený, medzi ohrievačmi sa môže vytvoriť stagnujúca zóna.

Toto uviaznuté miesto môže zaznamenať:

Menej plynulý pohyb

Vyššia teplota lokálne

Zlý prenos tepla

Chladenie povrchu plášťa bolo znížené.

Ak sa koeficient prestupu tepla zníži, teplota PTFE plášťa sa zvýši aj pri rovnakom príkone v ohrievači.

Efekt je zvyčajne kontraproduktívny-:

Nižšia celková účinnosť vykurovania

Vyššia pravdepodobnosť lokálneho prehriatia

Zrýchlené starnutie plášťa

Nárast tvorby kalu alebo vodného kameňa v procesných kvapalinách

Odporúčaná vzdialenosť medzi ohrievačmi PTFE
Na zníženie tepelného rušenia sa často používa odporúčaná minimálna vzdialenosť medzi stredmi-od{1}}stredov.

Minimálna odporúčaná separácia
Odporúčaný všeobecný rozstup je:

1,5 až 2-násobok tepelnej dĺžky prvku

Napríklad:

Odporúčaná dĺžka vyhrievania Minimálna vzdialenosť medzi stredmi 500 mm 750 - 1000 mm
1000 mm 1500 – 2000 mm 1500 mm 2250 – 3000 mm
Toto oddelenie umožňuje každému ohrievaču vyvinúť vlastný konvekčný oblak bez zbytočnej interakcie.

Prečo je táto vzdialenosť efektívna
V tomto bode oddelenia:

Každý ohrievač je schopný samostatne čerpať chladnejšiu kvapalinu

Hladovanie toku je znížené

Konvekcia je stále symetrická

Povrchový prenos tepla zostáva stabilný.

Tepelné oblaky môžu stále interagovať vo vyššej oblasti nádrže, ale spodný prívod je dostatočne izolovaný na efektívnu prevádzku.

Úvahy o Deep Tanku
Ďalšie ťažkosti s konvekciou vznikajú pri hlbokých procesných nádržiach.

Zlučovanie vlekov vo vysokých nádržiach
Zahriata kvapalina stúpa, oblak sa rozbieha a prirodzene spomaľuje.

V hlbokých nádržiach:

Plumy sa rozptyľujú nahor

A neďaleké chocholy sa môžu na vrchole spojiť

Slabšie vzory prúdenia na hornej úrovni sa stávajú nestabilnými.

V prípade vysokých nádrží môže byť potrebný väčší priestor, aj keď sa-oddelenie nižšej úrovne javí ako dostatočné.

Horúce alebo viskózne tekutiny
Kyseliny, pokovovacie roztoky a koncentrované chemikálie majú v prevádzkových podmienkach tendenciu stať sa viskóznymi alebo stratifikovať.

Vyššia viskozita bráni prirodzenej cirkulácii, a preto je dôležitejšia správna vzdialenosť.

Vplyv tepelnej interferencie na spoľahlivosť ohrievača
Zlé rozostupy ovplyvňujú nielen vykurovací výkon.

Vysoká teplota plášťa
Chladiaci účinok kvapaliny okolo povrchu ohrievača sa znižuje v dôsledku obmedzeného prietoku.

Dôsledky môžu zahŕňať:

Zvýšená teplota plášťa

Zlepšené starnutie PTFE

Vnútorné napätie drôtu ohrievača.

Vyššia šanca na vyhorenie

Nerovnomerné rozloženie teploty v nádrži
Tvorba rušivých oblakov:

Hotspoty vo vašej oblasti

Tepelná stratifikácia

Zóny pomalého ohrevu

Nekonzistentnosť procesov

Takéto zmeny teploty môžu zhoršiť kvalitu produktu alebo kontrolu reakcie pri presných chemických operáciách.

Ďalšie možnosti rezu
Sekundárne{0}}riadiace systémy prietoku môžu niekedy znížiť rušenie, keď je fyzický priestor obmedzený veľkosťou nádrže .

Horizontálne priečne tyče alebo usmerňovače
Horizontálna bariéra alebo vertikálna prepážka medzi blízkymi ohrievačmi môže čiastočne izolovať prúdy konvekcie.

Tieto sú užitočné:

Obíďte prívodný tok.

Znížte kolízie oblakov

Stabilita obehu sa zlepšila

Veľa však závisí od účinnosti:

Tvar nádrže

Vlastnosti tekutín

Hustota výkonu ohrievača

Umiestnenie Baffle

Prečo je fyzické oddelenie stále najlepšie
Ale zatiaľ čo usmerňovače môžu zlepšiť podmienky lokalizovaného prúdenia, fyzický priestor je najspoľahlivejšou a predvídateľnou metódou.

Voľný prístup k okolitým kvapalinám je optimálnou podmienkou pre prirodzenú konvekciu pre každý ohrievač.

Vplyv wattovej hustoty
Veľkosť oblaku konvekcie sa tiež veľmi líši od hustoty wattov ohrievača.

Ohrievače s vysokou-wattovou-hustotou
Intenzívnejšie ohrievače poskytujú:

Rýchlosť vleku rýchlejšie

Väčšie oblasti obehu

Vylepšená tepelná interakcia

Často sú od seba vzdialené ďalej.

Ohrievače s nízkou{0}}wattovou-hustotou
Konzervatívna hustota wattov má za následok:

Slabšia konvekčná

Menšia šírka oblaku

Menšia citlivosť na rušenie

Toto je jeden z dôvodov, prečo sa ohrievače PTFE s nízkou hustotou -wattov{1}} používajú takmer výlučne v nádržiach na korozívne chemikálie.

Odporúčania pre usporiadanie nádrží s viacerými ohrievačmi-
Pri praktickej konfigurácii s viacerými ohrievačmi by ste mali vziať do úvahy nasledujúce skutočnosti:

Dĺžka ohrevu ohrievača (

Celková spotreba vo wattoch

Viskozita kvapaliny

Hĺbka nádrže

Metóda agitácie

Prítomná prekážka

Procesná teplota

Symetrické umiestnenie zvyčajne poskytuje najstabilnejšiu cirkuláciu v nádrži.

Ohrievače by sa tiež mali držať mimo:

Nášľapy nádrže

Nasávanie

Oblasti hustého bahna

Vnútorné konštrukčné výstuhy

Zhrnutie
Jednou zo základných, ale veľmi zásadných vlastností konštrukcie nádrže je správne rozmiestnenie niekoľkých PTFE ohrievačov. Ak sú ohrievače príliš blízko pri sebe, prirodzené prúdenie ohrievačov sa navzájom ruší, čo vedie k stagnujúcim horúcim zónam so zlou cirkuláciou a nízkou účinnosťou prenosu tepla. Toto tepelné rušenie môže spôsobiť zvýšenie teploty plášťa, zvýšené opotrebovanie ohrievača a nerovnomerné zahrievanie nádrže.

Vo všeobecnosti platí, že vzdialenosť medzi stredmi-k-stredu približne 1,5 až 2-násobku dĺžky ohrevu umožňuje, aby každý ohrievač pracoval nezávisle a zároveň zaisťoval stabilný konvekčný tok a primerané chladenie na povrchu plášťa. V prípade hlbších nádrží alebo viskóznejších kvapalín môže byť nevyhnutné ďalšie oddelenie, aby sa zabránilo miešaniu oblakov v hornej časti nádrže.

Usmerňovače a usmerňovače toku môžu niekedy pomôcť znížiť účinky rušenia, ale fyzické oddelenie je stále tou najlepšou voľbou. Pri návrhu tepelného systému sa výkon zvyčajne nezvýši stláčaním komponentov k sebe, ale tým, že každej jednotke sa poskytne priestor na dýchanie.