रासायनिक प्रसंस्करण टैंकों में, तरल स्तर पूरे उत्पादन के दौरान बदल सकता है। वाष्पीकरण, वर्कपीस लोडिंग, ड्रैगआउट, ड्रेनिंग, और समाधान पुनःपूर्ति के कारण स्नान का स्तर काफी बढ़ सकता है।
एक के लिएपीटीएफई विसर्जन हीटर, न्यूनतम तरल स्तर के करीब संचालन एक महत्वपूर्ण थर्मल जोखिम पैदा करता है। हीटर अपनी सक्रिय सतह से गर्मी हटाने के लिए आसपास के तरल पर निर्भर करता है। जब विसर्जन की गहराई अपर्याप्त हो जाती है, तो हीटिंग ज़ोन का हिस्सा इच्छित शीतलन स्थितियों के तहत काम नहीं कर सकता है।
न्यूनतम तरल स्तर क्यों मायने रखता है?
एक विसर्जन हीटर विद्युत ऊर्जा को आसपास के तरल में स्थानांतरित करता है। सामान्य परिस्थितियों में, तरल लगातार गर्मी को अवशोषित करता है और इसे संवहन या मजबूर परिसंचरण के माध्यम से दूर ले जाता है।
जब तरल स्तर गिरता है, तो सक्रिय ताप सतह का हिस्सा उजागर हो सकता है।
तब थर्मल संतुलन बदल जाता है क्योंकि हवा अधिकांश टैंक हीटिंग अनुप्रयोगों में प्रक्रिया तरल की तुलना में बहुत कम प्रभावी ढंग से गर्मी को हटा देती है।
इससे खुले हिस्से में डूबे हुए हिस्से की तुलना में बहुत अधिक तापमान का अनुभव हो सकता है।
सक्रिय ताप क्षेत्र को स्पष्ट रूप से परिभाषित किया जाना चाहिए
एक हीटर विनिर्देश को कुल भौतिक लंबाई और के बीच अंतर करना चाहिएसक्रिय ताप लंबाई.
उदाहरण के लिए, एक हीटर में हो सकता है:
कुल लंबाई: 1,000 मिमी
सक्रिय ताप लंबाई: 700 मिमी
कनेक्शन अनुभाग: 300 मिमी
यदि प्रक्रिया स्तर 700 मिमी सक्रिय क्षेत्र के हिस्से से नीचे आता है, तो हीटर अब अपनी इच्छित विसर्जन स्थिति के तहत काम नहीं कर सकता है।
इसलिए महत्वपूर्ण पैरामीटर केवल टैंक की गहराई नहीं है। यह सक्रिय ताप लंबाई और न्यूनतम तरल स्तर के बीच का संबंध है।
निम्न स्तर स्थानीयकृत ताप क्यों उत्पन्न कर सकता है?
औसत ऊष्मा प्रवाह को निम्न द्वारा दर्शाया जा सकता है:
q = P/A
कहाँPहीटर की शक्ति है औरAसक्रिय तापन क्षेत्र है।
0.8 वर्ग मीटर के सक्रिय क्षेत्र के साथ एक उदाहरणात्मक 8 किलोवाट हीटर पर विचार करें। औसत ताप प्रवाह है:
क्यू=8 / 0.8=10 किलोवाट/वर्ग मीटर
यदि सक्रिय क्षेत्र का हिस्सा उजागर हो जाता है, तो विद्युत शक्ति स्वचालित रूप से गायब नहीं होती है। शेष डूबा हुआ भाग विद्युत भार प्राप्त करना जारी रख सकता है जबकि खुले भाग में बहुत कम ताप निष्कासन होता है।
यह अत्यधिक गैर-समान तापीय स्थिति पैदा कर सकता है।
गणना उदाहरणात्मक है और सार्वभौमिक सुरक्षित परिचालन सीमा को परिभाषित नहीं करती है।
उत्पादन में तरल पदार्थ के स्तर में उतार-चढ़ाव आम बात है
न्यूनतम स्तर की स्थितियाँ कई कारणों से उत्पन्न हो सकती हैं:
लोडिंग के दौरान वर्कपीस तरल पदार्थ को विस्थापित कर देता है
वाष्पीकरण से स्नान की मात्रा कम हो जाती है
ड्रैग करें-आउट प्रक्रिया समाधान को हटा देता है
समय-समय पर जल निकासी से टैंक का स्तर कम हो जाता है
स्वचालित पुनःपूर्ति रुक-रुक कर होती है
रखरखाव गतिविधियाँ अस्थायी रूप से तरल मात्रा को कम कर देती हैं
केवल सामान्य परिचालन स्तर पर आधारित डिज़ाइन वास्तविक उत्पादन के दौरान सामने आने वाले निम्नतम स्तर से चूक सकता है।
न्यूनतम सुरक्षित तरल स्तरसंपूर्ण प्रक्रिया चक्र से स्थापित किया जाना चाहिए।
हीटर की स्थिति जोखिम को कम कर सकती है
सक्रिय तापन अनुभाग को इस प्रकार स्थापित किया जाना चाहिए कि न्यूनतम अपेक्षित तरल स्तर आवश्यक विसर्जन सीमा से ऊपर रहे।
एक गहरे टैंक के लिए, एक लंबा हीटर स्वचालित रूप से बेहतर प्रदर्शन प्रदान नहीं करता है। यदि निचला भाग न्यूनतम तरल स्तर से नीचे तक फैला हुआ है, तो स्नान स्तर गिरने पर भी सक्रिय क्षेत्र का हिस्सा उजागर हो सकता है।
कुछ इंस्टॉलेशन में, एक छोटा सक्रिय हीटिंग अनुभाग या एक अलग माउंटिंग ऊंचाई अधिक उपयुक्त हो सकती है।
टैंक ज्यामिति, हीटिंग मांग और तरल स्तर भिन्नता का एक साथ मूल्यांकन किया जाना चाहिए।
अकेले तापमान नियंत्रण पर्याप्त नहीं हो सकता
एक आम धारणा यह है कि तापमान नियंत्रक हीटर की सुरक्षा करेगा।
हालाँकि, स्नान तापमान सेंसर तरल तापमान को मापता है, जरूरी नहीं कि हीटर के प्रत्येक अनुभाग का तापमान।
कई सौ मिलीमीटर दूर का सेंसर अभी भी सामान्य प्रक्रिया तापमान का संकेत दे सकता है, जबकि हीटिंग सतह का हिस्सा उजागर होता है।
इस कारण से, निम्न स्तर की सुरक्षा प्रणाली सुरक्षा की एक अलग परत प्रदान कर सकती है।
उपकरण डिज़ाइन के आधार पर, इसमें एक स्तर स्विच, चालकता आधारित स्तर का पता लगाना, स्वतंत्र तापमान संरक्षण, या नियंत्रण इंटरलॉक शामिल हो सकता है।
उपयुक्त विधि तरल विशेषताओं और नियंत्रण वास्तुकला पर निर्भर करती है।
एक उदाहरणात्मक स्तर का परिदृश्य
| संचालन की स्थिति | तरल स्तर | हीटर की स्थिति | थर्मल चिंता |
|---|---|---|---|
| सामान्य उत्पादन | 900 मिमी | पूरी तरह डूबा हुआ | इरादा गर्मी हस्तांतरण |
| मध्यम वाष्पीकरण | 800 मिमी | पूरी तरह डूबा हुआ | सामान्य संचालन |
| निम्न प्रक्रिया स्तर | 720 मिमी | सक्रिय-क्षेत्र सीमा के निकट | निगरानी की बढ़ी जरूरत |
| न्यूनतम अनुमत स्तर | 680 मिमी | सक्रिय क्षेत्र आंशिक रूप से उजागर | संरक्षण आवश्यक है |
| अनुमत स्तर से नीचे | 620 मिमी | महत्वपूर्ण प्रदर्शन | तापन बंद कर देना चाहिए |
उपरोक्त स्तर पूर्णतः उदाहरणात्मक हैं। वास्तविक न्यूनतम स्तर हीटर ज्यामिति और प्रक्रिया आवश्यकताओं से स्थापित किया जाना चाहिए।
चयन के दौरान क्या जाँच की जानी चाहिए?
एक चर - स्तर के टैंक में काम करने वाले पीटीएफई इमर्शन हीटर के लिए, विनिर्देश में शामिल होना चाहिए:
सामान्य तरल स्तर
न्यूनतम परिचालन स्तर
अधिकतम तरल स्तर
सक्रिय ताप लंबाई
हीटर की कुल लंबाई
टैंक आयाम
तापन शक्ति
रासायनिक संरचना
परिचालन तापमान
परिसंचरण की स्थिति
स्तर-नियंत्रण विधि
आवश्यक विद्युत सुरक्षा
ये पैरामीटर एक सामान्य डिज़ाइन त्रुटि को रोकने में मदद करते हैं: न्यूनतम तरल स्तर की अनदेखी करते हुए टैंक की अधिकतम गहराई के अनुसार हीटर आयामों का चयन करना।
न्यूनतम स्तर को डिज़ाइन पैरामीटर के रूप में माना जाना चाहिए
A पीटीएफई विसर्जन हीटरकेवल वाट क्षमता या टैंक की मात्रा के अनुसार चयन नहीं किया जाना चाहिए। न्यूनतम तरल स्तर यह निर्धारित करता है कि सक्रिय हीटिंग सतह पूरे उत्पादन चक्र के दौरान ठीक से डूबी रहती है या नहीं।
जब तरल स्तर में पर्याप्त भिन्नता होती है, तो हीटर को वास्तविक ऑपरेटिंग रेंज के आसपास अनुकूलित किया जा सकता है, जिसमें सक्रिय हीटिंग लंबाई, माउंटिंग स्थिति, बिजली वितरण और सुरक्षा रणनीति शामिल है।
स्पष्ट रूप से परिभाषित न्यूनतम तरल स्तर इंजीनियरिंग और खरीद टीमों को विश्वसनीय रासायनिक टैंक हीटिंग उपकरण निर्दिष्ट करने के लिए बहुत मजबूत आधार देता है।
