प्रवाह वितरण की आवश्यकता
इलेक्ट्रोप्लेटिंग और सतह उपचार प्रक्रियाओं के लिए वर्कपीस सतहों पर नियंत्रित इलेक्ट्रोलाइट प्रवाह की आवश्यकता होती है। प्रवाह वेग और दिशा जमाव दर, मोटाई एकरूपता और सतह खत्म को प्रभावित करते हैं। अपर्याप्त प्रवाह के कारण वर्कपीस की सतह पर आयन की कमी हो जाती है। अत्यधिक या गलत निर्देशित प्रवाह गैर-समान जमाव बनाता है और ढीले-ढाले जमाव को हटा सकता है।
परंपरागत रूप से, प्रवाह वितरण को टैंक में स्थापित अलग-अलग बैफल्स, वियर और एडक्टर नोजल द्वारा प्रबंधित किया जाता है। हीट एक्सचेंजर, यदि मौजूद है, तो टैंक का एक निष्क्रिय निवासी है जो इच्छित प्रवाह पैटर्न में हस्तक्षेप कर सकता है। हीट एक्सचेंजर संरचना में बैफल फ़ंक्शन को एकीकृत करने से एक्सचेंजर प्रवाह बाधा से प्रवाह प्रबंधन उपकरण में बदल जाता है। यह इलेक्ट्रोलाइट प्रवाह को निर्देशित करता है जहां इसकी आवश्यकता होती है {{3}वर्कपीस सतहों पर {{4}साथ ही समाधान को गर्म करता है।
इंटीग्रेटेड बैफ़ल-एक्सचेंजर डिज़ाइन
PTFE हीट एक्सचेंजर ट्यूब बंडल को ऊर्ध्वाधर विमानों में व्यवस्थित किया जाता है जो आंशिक बाफ़ल के रूप में काम करते हैं। विमान वांछित प्रवाह दिशा के लंबवत उन्मुख होते हैं। प्रत्येक तल के भीतर और आसन्न तलों के बीच ट्यूबों के बीच की दूरी, प्रवाह प्रतिरोध और परिणामी वेग वितरण को निर्धारित करती है।
ठोस PTFE बाफ़ल प्लेटें ट्यूब विमानों के बीच में फैली हुई हैं। बाफ़ल प्लेटें इलेक्ट्रोलाइट को अपने चारों ओर के बजाय ट्यूब तल के माध्यम से प्रवाहित करने के लिए बाध्य करती हैं। जैसे ही इलेक्ट्रोलाइट गर्म ट्यूबों के बीच से गुजरता है, यह समान रूप से गर्म हो जाता है। प्रवाह एक्सचेंजर से नियंत्रित वेग और तापमान पर निकलता है, जो वर्कपीस सतहों की ओर निर्देशित होता है।
बाफ़ल प्लेटें ठोस पीटीएफई शीट से निर्मित होती हैं, जो ट्यूबों को समायोजित करने के लिए स्लॉट की जाती हैं। प्लेटें एक्सचेंजर सपोर्ट फ्रेम में लगी होती हैं और प्रवाह पैटर्न को समायोजित करने के लिए इन्हें दोबारा स्थापित किया जा सकता है। बदलती उत्पादन आवश्यकताओं वाले टैंकों के लिए, पूरे एक्सचेंजर को बदले बिना रखरखाव शटडाउन के दौरान बाफ़ल कॉन्फ़िगरेशन को संशोधित किया जा सकता है।
| बाफ़ल-एक्सचेंजर पैरामीटर | विनिर्देश |
|---|---|
| ट्यूब प्लेन ओरिएंटेशन | ऊर्ध्वाधर, वांछित प्रवाह दिशा के लंबवत |
| विमान के भीतर ट्यूब रिक्ति | 1.5-2.5 × ट्यूब ओडी |
| समतल-से-समतल रिक्ति | 50-200 मिमी (प्रवाह वेग पर निर्भर) |
| बाफ़ल प्लेट सामग्री | ठोस PTFE शीट, 6-10 मिमी मोटी |
| बाफ़ल प्लेट स्लॉट क्लीयरेंस | ट्यूब ओडी पर 0.5 मिमी व्यास |
| प्रवाह वेग सीमा | ट्यूब विमानों के माध्यम से 0.1-0.5 मी/से |
| एक्सचेंजर पर दबाव कम होना | 50-500 Pa (वेग पर निर्भर) |
| तापन एकरूपता | डिस्चार्ज फेस पर ±1 डिग्री |
प्रवाह पैटर्न विकल्प
ट्यूब विमानों और बाफ़ल प्लेटों को कॉन्फ़िगर करके कई प्रवाह पैटर्न प्राप्त किए जा सकते हैं। क्रॉस-प्रवाह पैटर्न के लिए, इलेक्ट्रोलाइट एक्सचेंजर के एक तरफ से प्रवेश करता है, क्षैतिज रूप से कई ट्यूब विमानों के माध्यम से गुजरता है, और विपरीत दिशा से बाहर निकलता है। यह पैटर्न उन टैंकों के लिए उपयुक्त है जहां वर्कपीस को एक्सचेंजर फेस के समानांतर निलंबित किया जाता है।
उर्ध्वमुखी प्रवाह पैटर्न के लिए, इलेक्ट्रोलाइट एक्सचेंजर के नीचे से प्रवेश करता है, ट्यूब विमानों के माध्यम से लंबवत ऊपर उठता है, और एक्सचेंजर के ऊपर निलंबित वर्कपीस की ओर ऊपर की ओर डिस्चार्ज होता है। यह पैटर्न पंप किए गए प्रवाह में सहायता के लिए प्राकृतिक संवहन का उपयोग करता है और ऊर्जा कुशल है।
सर्पेन्टाइन पैटर्न के लिए, बाफ़ल प्लेटों को एक मुड़ा हुआ प्रवाह पथ बनाने के लिए व्यवस्थित किया जाता है जो ट्यूब बंडल से कई बार गुजरता है। सर्पेन्टाइन पथ गर्म क्षेत्र में इलेक्ट्रोलाइट के निवास समय को बढ़ाता है, जिससे प्रति पास उच्च तापमान वृद्धि होती है। यह पैटर्न उन प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त है जिनमें एक ही पास में बड़े तापमान में वृद्धि की आवश्यकता होती है।
थर्मल-प्रवाह प्रदर्शन सत्यापन
डिज़ाइन चरण के दौरान कम्प्यूटेशनल द्रव गतिशीलता विश्लेषण द्वारा संयुक्त हीटिंग और प्रवाह वितरण प्रदर्शन को सत्यापित किया जाता है। सीएफडी मॉडल ट्यूब विमानों और बाफ़ल प्लेटों के माध्यम से इलेक्ट्रोलाइट प्रवाह का अनुकरण करता है, जो एक्सचेंजर डिस्चार्ज फेस पर वेग और तापमान वितरण की भविष्यवाणी करता है। मॉडल को कमीशनिंग के दौरान इन-सीटू माप द्वारा मान्य किया जाता है: प्रोपेलर या इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फ्लो मीटर का उपयोग करके वेग माप, और डिस्चार्ज फेस पर थर्मोकपल की एक श्रृंखला का उपयोग करके तापमान माप।
मान्य डिज़ाइन यह सुनिश्चित करता है कि वर्कपीस को निर्दिष्ट वेग और तापमान पर इलेक्ट्रोलाइट प्राप्त हो, एकरूपता के साथ जो प्रक्रिया आवश्यकताओं को पूरा करती है। एकीकृत बाफ़ल एक्सचेंजर अलग-अलग हीटिंग और प्रवाह वितरण घटकों के प्रदर्शन संबंधी समझौतों को समाप्त करता है।
सारांश
एकीकृत बैफल्स के साथ पीटीएफई हीट एक्सचेंजर्स एक ही असेंबली में हीटिंग और इलेक्ट्रोलाइट प्रवाह दिशा को जोड़ते हैं। ठोस PTFE बाफ़ल प्लेटों के साथ ऊर्ध्वाधर ट्यूब विमान नियंत्रित प्रवाह पैटर्न बनाते हैं {{1}क्रॉस{2}प्रवाह, ऊपर की ओर{3}प्रवाह, या सर्पेन्टाइन{{4}जो गर्म इलेक्ट्रोलाइट को आवश्यक वेग और तापमान पर वर्कपीस सतहों तक पहुंचाते हैं। एकीकृत डिज़ाइन अलग-अलग हीटरों और प्रवाह वितरण घटकों के बीच हस्तक्षेप को समाप्त करता है, जिससे थर्मल और हाइड्रोलिक दोनों प्रदर्शन में सुधार होता है।
इंटीग्रेटेड बैफ़ल एक्सचेंजर डिज़ाइन के लिए इंजीनियरिंग सहायता टैंक आयाम, वर्कपीस ओरिएंटेशन, आवश्यक प्रवाह वेग और दिशा, हीटिंग ड्यूटी और इलेक्ट्रोलाइट गुण प्रस्तुत करने पर उपलब्ध है।
