इलेक्ट्रोफॉर्मिंग कूलिंग चैलेंज
निरंतर इलेक्ट्रोफॉर्मिंग से इलेक्ट्रोलाइट में आंशिक रूप से डूबे हुए घूमने वाले ड्रम पर निकल या तांबे की पन्नी का उत्पादन होता है। जमाव प्रक्रिया उत्पादन पैमाने के ड्रमों के लिए पर्याप्त गर्मी उत्पन्न करती है -आम तौर पर 30{3}}50 किलोवाट। जमा मोटाई की एकरूपता और यांत्रिक गुणों के लिए ±1 डिग्री के भीतर तापमान नियंत्रण महत्वपूर्ण है।
दो - चरण वाली शीतलन प्रणाली परिशुद्धता और क्षमता दोनों प्रदान करती है। पहला चरण 25-30 डिग्री पर कूलिंग टॉवर पानी का उपयोग करके रीसर्क्युलेटिंग इलेक्ट्रोलाइट से थोक गर्मी हटाने का काम करता है। दूसरा चरण इलेक्ट्रोलाइट के प्लेटिंग सेल में लौटने से पहले अंतिम तापमान समायोजन के लिए 5-10 डिग्री पर ठंडे पानी का उपयोग करके ट्रिम कूलिंग प्रदान करता है।
इस सेवा के लिए PTFE हीट एक्सचेंजर को डिजाइन करने के लिए विशिष्ट इंजीनियरिंग डेटा की आवश्यकता होती है। अपूर्ण या गलत डेटा के कारण कम आकार की कॉइल, अपर्याप्त शीतलन और उत्पादन दर सीमाएँ होती हैं। डिज़ाइन शुरू होने से पहले निम्नलिखित जानकारी एकत्र और सत्यापित की जानी चाहिए।
आवश्यक डेटा श्रेणियाँ
जानकारी की छह श्रेणियां दो {{0}स्टेज इलेक्ट्रोफॉर्मिंग कूलिंग कॉइल के लिए डिज़ाइन लिफाफे को परिभाषित करती हैं। प्रत्येक श्रेणी में ऐसे पैरामीटर होते हैं जो सीधे कुंडल ज्यामिति, सामग्री चयन और प्रदर्शन भविष्यवाणी को प्रभावित करते हैं।
थर्मल लोड डेटा परिभाषित करता है कि कितनी गर्मी हटाई जानी चाहिए। इसमें रेक्टिफायर आउटपुट (वोल्टेज और एम्परेज), इलेक्ट्रोलाइट में गर्मी में परिवर्तित विद्युत ऊर्जा का अंश, और पंप या परिवेश स्थितियों से कोई अतिरिक्त गर्मी इनपुट शामिल है। डिज़ाइनर इसे प्रत्येक चरण के लिए किलोवाट में कुल शीतलन शुल्क में परिवर्तित करता है।
इलेक्ट्रोलाइट डेटा रासायनिक और भौतिक वातावरण को परिभाषित करता है। संरचना, एकाग्रता, ऑपरेटिंग तापमान सीमा, विशिष्ट गर्मी, घनत्व और चिपचिपाहट सभी गर्मी हस्तांतरण गणना को प्रभावित करते हैं। क्लोराइड, सल्फेट या कार्बनिक योजकों की उपस्थिति सामग्री अनुकूलता को प्रभावित करती है।
स्थानिक बाधा डेटा परिभाषित करता है कि कुंडल कहाँ फिट होना चाहिए। इलेक्ट्रोफॉर्मिंग ड्रम के लिए, जगह आम तौर पर इलेक्ट्रोलाइट रीसर्क्युलेशन टैंक, ड्रम नाबदान या बाहरी हीट एक्सचेंजर शेल तक सीमित होती है। उपलब्ध आयाम, नोजल स्थान और पहुंच मंजूरी का दस्तावेजीकरण किया जाना चाहिए।
तालिका 1: दो -स्टेज इलेक्ट्रोफॉर्मिंग पीटीएफई कूलिंग कॉइल के लिए डिज़ाइन डेटा आवश्यकताएँ
| डेटा श्रेणी | आवश्यक जानकारी | डिज़ाइन प्रभाव |
|---|---|---|
| थर्मल लोड | रेक्टिफायर किलोवाट आउटपुट; ऊष्मा-से-इलेक्ट्रोलाइट अंश; पंप ताप इनपुट; परिवेश का ताप बढ़ना | प्रति चरण कुल शीतलन शुल्क निर्धारित करता है |
| तापमान | चरण 1 तक इलेक्ट्रोलाइट इनलेट तापमान; चरण 1 के बाद लक्ष्य तापमान; चरण 2 के बाद लक्ष्य तापमान; स्वीकार्य तापमान भिन्नता | एलएमटीडी और दृष्टिकोण तापमान निर्धारित करता है |
| इलेक्ट्रोलाइट गुण | संघटन; एकाग्रता; घनत्व; विशिष्ट ऊष्मा; ऑपरेटिंग तापमान पर चिपचिपाहट; ऊष्मीय चालकता | गर्मी हस्तांतरण गुणांक और दबाव ड्रॉप निर्धारित करता है |
| शीतलक पैरामीटर्स | चरण 1 जल आपूर्ति तापमान और अधिकतम वापसी तापमान; चरण 2 ठंडा जल आपूर्ति तापमान; उपलब्ध प्रवाह दर; अधिकतम स्वीकार्य दबाव ड्रॉप | कूलेंट के साइड डिज़ाइन और पंप की आवश्यकताओं को निर्धारित करता है |
| स्थानिक बाधाएँ | टैंक आयाम; उपलब्ध कुंडल मात्रा; नोजल स्थान; रुकावटें; रखरखाव के लिए पहुंच | कुंडल ज्यामिति और विन्यास निर्धारित करता है |
| परिचालन अनुसूची | निरंतर या बैच; साफ़{{0}में{{1}स्थान आवृत्ति; अपेक्षित दूषण दर; डिज़ाइन सेवा जीवन | दूषण भत्ता और सफाई पहुंच निर्धारित करता है |
| सामग्री अनुकूलता | अंश संदूषकों सहित पूर्ण रासायनिक विश्लेषण; अधिकतम तापमान भ्रमण | PTFE उपयुक्तता की पुष्टि करता है; किसी विशेष आवश्यकता की पहचान करता है |
थर्मल लोड गणना उदाहरण
8,000 ए और 12 वी पर चलने वाले उत्पादन इलेक्ट्रोफॉर्मिंग ड्रम के लिए, रेक्टिफायर 96 किलोवाट विद्युत शक्ति प्रदान करता है। लगभग 85% इलेक्ट्रोलाइट में गर्मी में परिवर्तित होता है: 82 किलोवाट। पम्प कार्य से 3 किलोवाट की वृद्धि होती है। इलेक्ट्रोलाइट की कुल ऊष्मा: 85 किलोवाट।
पहला शीतलन चरण 28 डिग्री आपूर्ति पर ठंडा पानी का उपयोग करके 75 किलोवाट को हटाता है, और 34 डिग्री पर वापस आता है। इलेक्ट्रोलाइट इस चरण में 58 डिग्री पर प्रवेश करता है और 48 डिग्री पर बाहर निकल जाता है।
दूसरे चरण में 7 डिग्री पर ठंडे पानी का उपयोग करके शेष 10 किलोवाट को हटा दिया जाता है और 12 डिग्री पर वापस लौटा दिया जाता है। इलेक्ट्रोलाइट 48 डिग्री पर प्रवेश करता है और 45±1 डिग्री के प्रक्रिया सेटपॉइंट पर बाहर निकलता है।
ये तापीय कर्तव्य और तापमान अंतर, मजबूर संवहन के तहत लगभग 280 W/m²·K के PTFE U- मान का उपयोग करते हुए, मानक ताप हस्तांतरण समीकरण Q=U × A × LMTD के माध्यम से प्रत्येक चरण के लिए आवश्यक सतह क्षेत्र को परिभाषित करते हैं।
अपूर्ण डेटा के परिणाम
गुम या अनुमानित डेटा डिज़ाइन त्रुटियाँ उत्पन्न करता है। ताप भार को कम आंकने से एक कॉइल बन जाती है जो पूर्ण उत्पादन दर पर तापमान बनाए नहीं रख पाती है, जिससे रेक्टिफायर आउटपुट में कमी आती है। उपलब्ध स्थान को अधिक महत्व देने से एक कुंडल तैयार हो जाता है जो फिट नहीं बैठता। अपूर्ण इलेक्ट्रोलाइट रसायन विज्ञान में एक आक्रामक ट्रेस घटक की कमी हो सकती है जिसके लिए संशोधित सामग्री विनिर्देश की आवश्यकता होती है।
डिज़ाइन से पहले डेटा संग्रह का प्रयास पहली बार डिज़ाइन सटीकता में एक निवेश है। हफ्तों में मापे गए लीड समय वाले कस्टम पीटीएफई हीट एक्सचेंजर्स के लिए, इंस्टॉलेशन के दौरान पाई गई डिज़ाइन त्रुटि को ठीक करना सटीक डेटा एकत्र करने में लगने वाले समय से कहीं अधिक महंगा है।
सारांश
निरंतर इलेक्ट्रोफॉर्मिंग के लिए दो - चरण पीटीएफई कूलिंग कॉइल को डिजाइन करने के लिए छह श्रेणियों में व्यापक डेटा की आवश्यकता होती है: थर्मल लोड, तापमान, इलेक्ट्रोलाइट गुण, शीतलक पैरामीटर, स्थानिक बाधाएं और परिचालन स्थितियां। प्रत्येक श्रेणी में ऐसे पैरामीटर होते हैं जो सीधे कुंडल सतह क्षेत्र, ज्यामिति और विन्यास को निर्धारित करते हैं।
डिज़ाइन शुरू होने से पहले सटीक डेटा संग्रह यह सुनिश्चित करने के लिए सबसे प्रभावी कदम है कि वितरित पीटीएफई हीट एक्सचेंजर महंगे संशोधनों के बिना पहली स्थापना पर प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करता है।
इलेक्ट्रोफॉर्मिंग पीटीएफई कूलिंग कॉइल डिजाइन के लिए एक इंजीनियरिंग डेटा संग्रह टेम्पलेट अनुरोध पर उपलब्ध है, जो विशिष्ट मूल्य श्रेणियों और माप मार्गदर्शन के साथ सभी आवश्यक मापदंडों के लिए संरचित फॉर्म प्रदान करता है।
