उच्च {{0}चिपचिपाहट वाले रासायनिक समाधान कम{{1}चिपचिपाहट वाले स्नान से अलग हीटिंग समस्या पैदा करते हैं। हीटर आवश्यक विद्युत उत्पादन तक पहुंच सकता है, फिर भी टैंक धीमी तापमान वसूली या हीटर क्षेत्र और बाकी तरल के बीच मजबूत तापमान अंतर दिखा सकता है।
एक के लिएपीटीएफई विसर्जन हीटर, चिपचिपाहट प्रभावित करती है कि ताप कितनी कुशलता से ताप सतह से दूर चला जाता है। इसलिए हीटर की शक्ति, सक्रिय सतह क्षेत्र, परिसंचरण, स्थापना स्थिति और टैंक ज्यामिति पर एक साथ विचार करने की आवश्यकता है।
चिपचिपापन ताप प्रदर्शन को क्यों बदलता है?
जब कोई तरल पदार्थ अधिक चिपचिपा हो जाता है, तो उसके प्रवाह का प्रतिरोध बढ़ जाता है। प्राकृतिक संवहन कमजोर हो सकता है, जबकि पंपों या आंदोलनकारियों से परिसंचरण भी कम प्रभावी हो सकता है।
एक विसर्जन हीटर से गर्मी हस्तांतरण को इस प्रकार सरल बनाया जा सकता है:
क्यू=hAΔT
कहाँQऊष्मा स्थानांतरित होती है,hप्रभावी ऊष्मा अंतरण गुणांक है,Aसक्रिय ताप क्षेत्र है, औरΔTतापन सतह और आसपास के तरल के बीच तापमान का अंतर है।
जब हीटर के चारों ओर तरल पदार्थ की आवाजाही प्रतिबंधित हो,hघट सकता है. फिर समान मात्रा में ऊष्मा स्थानांतरित करने के लिए अधिक तापमान अंतर की आवश्यकता हो सकती है।
उच्च चिपचिपाहट हीटर के चारों ओर एक गर्म परत बना सकती है
एक उच्च-चिपचिपाहट वाला घोल हीटर की सतह से धीरे-धीरे दूर जा सकता है।
इसलिए हीटर के ठीक आसपास का तरल पदार्थ थोक घोल की तुलना में काफी गर्म हो सकता है।
इससे दो समस्याएं पैदा होती हैं.
पहला तापमान गैर--एकरूपता है। दूसरा हीटर की सतह पर बढ़ी हुई थर्मल लोडिंग है।
हीटर से दूर स्थित एक टैंक सेंसर लक्ष्य से नीचे तापमान दिखाना जारी रख सकता है, भले ही हीटिंग सतह के आसपास का तरल पहले से ही बहुत अधिक गर्म हो।
बस हीटर की शक्ति बढ़ाने से यह स्थिति और अधिक गंभीर हो सकती है।
सतह क्षेत्र को गर्म करना अधिक महत्वपूर्ण हो जाता है
औसत ताप सतह ऊष्मा प्रवाह का अनुमान इससे लगाया जा सकता है:
q = P/A
कहाँPविद्युत शक्ति है औरAसक्रिय तापन क्षेत्र है।
एक उदाहरणात्मक 10 किलोवाट हीटिंग आवश्यकता पर विचार करें:
| विन्यास | शक्ति | सक्रिय ताप क्षेत्र | औसत ताप प्रवाह |
|---|---|---|---|
| कॉम्पैक्ट हीटर | 10 किलोवाट | 0.50 m² | 20 किलोवाट/वर्ग मीटर |
| मध्यम-क्षेत्र हीटर | 10 किलोवाट | 0.80 m² | 12.5 किलोवाट/वर्ग मीटर |
| वितरित हीटर | 10 किलोवाट | 1.20 m² | 8.3 किलोवाट/वर्ग मीटर |
ये आंकड़े उदाहरणात्मक गणना हैं, सार्वभौमिक स्वीकार्य पीटीएफई ऑपरेटिंग मूल्य नहीं।
सक्रिय क्षेत्र बढ़ाने से समान विद्युत शक्ति को बड़ी सतह पर वितरित किया जा सकता है। इससे वास्तविक प्रक्रिया प्रदर्शन में सुधार होता है या नहीं, यह परिसंचरण, रासायनिक गुणों, हीटर ज्यामिति और टैंक आयामों पर निर्भर करता है।
तापमान परिवर्तन चिपचिपाहट को प्रभावित कर सकता है
तापमान बढ़ने पर कई रासायनिक तरल पदार्थ कम चिपचिपे हो जाते हैं।
यह स्टार्टअप के दौरान एक महत्वपूर्ण गतिशीलता बनाता है।
गर्म करने की शुरुआत में, घोल अपेक्षाकृत चिपचिपा हो सकता है और परिसंचरण खराब हो सकता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, चिपचिपाहट कम हो सकती है और द्रव की गति में सुधार हो सकता है।
इसलिए हीटिंग सिस्टम स्टार्टअप और स्थिर अवस्था में संचालन के दौरान अलग-अलग व्यवहार कर सकता है।
केवल स्थिर स्थिति से आकार का हीटर अपर्याप्त स्टार्टअप प्रदर्शन प्रदान कर सकता है यदि प्रारंभिक चिपचिपाहट काफी अधिक है।
यांत्रिक परिसंचरण को द्रव से मेल खाने की आवश्यकता है
उच्च -चिपचिपाहट वाले समाधानों के लिए, टैंक के माध्यम से गर्मी को स्थानांतरित करने के लिए यांत्रिक परिसंचरण आवश्यक हो सकता है।
हालाँकि, केवल नाममात्र पंप क्षमता प्रभावी गर्मी हस्तांतरण की गारंटी नहीं देती है।
प्रवाह पथ को हीटिंग ज़ोन तक पहुंचना चाहिए और गर्म तरल को टैंक के ठंडे हिस्सों की ओर ले जाना चाहिए।
एक परिसंचरण प्रणाली जो हीटर को बायपास करती है, उसमें उच्च समग्र प्रवाह दर हो सकती है, जबकि यह अभी भी कमजोर स्थानीय गर्मी हस्तांतरण का उत्पादन करती है।
इसलिए आंदोलनकारी स्थिति, पंप इनलेट, डिस्चार्ज स्थान, आंतरिक पाइपिंग और हीटर प्लेसमेंट का मूल्यांकन एक संपूर्ण प्रणाली के रूप में किया जाना चाहिए।
हीटर की स्थिति स्थिर क्षेत्रों को कम कर सकती है
एक कोने में या टैंक की दीवार के करीब स्थापित हीटर में कमजोर तरल विनिमय का अनुभव हो सकता है।
चिपचिपे समाधानों के लिए, यह समस्या अधिक स्पष्ट हो सकती है।
सक्रिय हीटिंग सतह को आदर्श रूप से वहां स्थित किया जाना चाहिए जहां परिसंचरण कई दिशाओं से हीटर तक पहुंचता है या जहां प्रक्रिया प्रवाह जानबूझकर हीटिंग क्षेत्र में निर्देशित होता है।
टैंक के तल और दीवारों से निकासी में तलछट, जमा और रखरखाव की पहुंच भी शामिल होनी चाहिए।
द्रव के गुणों से तापन समय का अनुमान लगाया जा सकता है
मान लीजिए कि एक उदाहरण टैंक में 2.8 kJ/(kg·K) की विशिष्ट ताप क्षमता के साथ 600 किलोग्राम उच्च चिपचिपापन रासायनिक घोल है। आवश्यक तापमान वृद्धि 40 डिग्री है।
समझदार ताप ऊर्जा है:
क्यू=mcΔT
क्यू=600 × 2.8 × 40=67,200 के.जे
यह लगभग 18.7 kWh के बराबर है।
12 किलोवाट हीटर के साथ, आदर्श समझदार हीटिंग समय लगभग होगा:
18.7 ÷ 12=1.56 घंटे
टैंक की गर्मी के नुकसान, पाइपिंग, वाष्पीकरण, वर्कपीस लोडिंग और अन्य थर्मल प्रभावों के कारण वास्तविक हीटिंग का समय लंबा होगा।
उदाहरण से यह भी पता चलता है कि हीटर चयन में पानी के गुणों को मानने के बजाय रासायनिक समाधान की वास्तविक विशिष्ट ताप क्षमता का उपयोग क्यों किया जाना चाहिए।
पावर को वास्तविक ताप से मेल खाना चाहिए-स्थानांतरण की स्थिति
उच्च चिपचिपाहट वाले स्नान के लिए, अत्यधिक शक्ति वाले हीटर का चयन करने से कठिन तापीय वातावरण बन सकता है।
संतुलन बनाना एक बेहतर तरीका है:
आवश्यक ताप दर
सक्रिय ताप क्षेत्र
औसत ताप प्रवाह
परिसंचरण क्षमता
स्नान की चिपचिपाहट
परिचालन तापमान
टैंक ज्यामिति
तापमान एकरूपता की आवश्यकता
उद्देश्य केवल अधिकतम तापन शक्ति नहीं है। उपयोगी लक्ष्य अत्यधिक स्थानीय थर्मल सांद्रता के बिना पर्याप्त गर्मी हस्तांतरण है।
खरीद में कौन सी जानकारी शामिल की जानी चाहिए?
एक उच्च -चिपचिपापन रासायनिक अनुप्रयोग प्रदान करना चाहिए:
रासायनिक संरचना
स्टार्टअप तापमान पर चिपचिपाहट
ऑपरेटिंग तापमान पर चिपचिपाहट
विशिष्ट गर्मी की क्षमता
घनत्व
लक्ष्य तापमान
आवश्यक तापन समय
टैंक आयाम
परिसंचरण विधि
न्यूनतम तरल स्तर
आवश्यक हीटर शक्ति
उपलब्ध विद्युत आपूर्ति
यह जानकारी अनुमति देती हैपीटीएफई विसर्जन हीटरसरलीकृत जल आधारित धारणा के बजाय वास्तविक द्रव व्यवहार के आधार पर डिज़ाइन किया जाना चाहिए।
विशेष रूप से चिपचिपे समाधानों, प्रतिबंधित परिसंचरण, गहरे टैंकों या बड़े हीटिंग भार के लिए, अनुकूलित हीटिंग सतह क्षेत्र और हीटर ज्यामिति बेहतर थर्मल वितरण प्रदान कर सकते हैं। अंतिम कॉन्फ़िगरेशन को पूरे रासायनिक टैंक में स्थिर हीटिंग प्राप्त करने के लिए गर्मी प्रवाह, परिसंचरण, विसर्जन गहराई और प्रक्रिया तापमान को संतुलित करना चाहिए।
