एक विशेष रासायनिक संयंत्र ने एक असामान्य लक्षण की सूचना दी: एक चिपचिपे पॉलिमर समाधान में एक पीटीएफई विसर्जन हीटर प्रत्येक सुबह गर्मी के पहले घंटे के दौरान तेज क्रैकिंग या पॉपिंग ध्वनि उत्सर्जित करता है। स्नान के निर्धारित बिंदु पर पहुँचते ही शोर बंद हो गया। हीटर स्पष्ट रूप से क्षतिग्रस्त नहीं था, और करंट ड्रा सामान्य था। लेकिन शोर एक चेतावनी संकेत था {{4}हीट अप चरण के दौरान हीटर की सतह पर स्थानीय उबाल आ रहा था।
गर्मी के दौरान भाप का शोर {{0}पीटीएफई सतह पर फिल्म उबलने का एक लक्षण है। हीटर की सतह का तापमान उसके संपर्क में आने वाले तरल पदार्थ को वाष्पीकृत करने के लिए पर्याप्त है, लेकिन तरल पदार्थ चिपचिपा होने के कारण वाष्प जल्दी से बाहर नहीं निकल सकता है। जब वाष्प के बुलबुले अलग होते हैं तो वे तेजी से ढह जाते हैं, जिससे पॉपिंग ध्वनि उत्पन्न होती है।
चिपचिपा स्नान भाप का शोर क्यों उत्पन्न करता है?
पानी जैसे कम चिपचिपाहट वाले तरल पदार्थ में, वाष्प के बुलबुले आसानी से अलग हो जाते हैं और सतह पर आ जाते हैं। वे ठंडे थोक द्रव में चुपचाप ढह जाते हैं। प्रक्रिया सुचारू है, और कोई शोर उत्पन्न नहीं होता है।
एक चिपचिपे तरल पदार्थ में, हीटर की सतह पर सीमा परत मोटी होती है। सतह पर बनने वाले वाष्प के बुलबुले आसानी से अलग नहीं हो सकते क्योंकि चिपचिपा द्रव उनकी गति का विरोध करता है। मुक्त होने से पहले बुलबुले बड़े हो जाते हैं। जब वे अंततः अलग हो जाते हैं, तो वे तेजी से ढह जाते हैं, और ढहने से एक दबाव तरंग उत्पन्न होती है जिसे पॉपिंग या क्रैकिंग ध्वनि के रूप में सुना जाता है।
| द्रव श्यानता | बुलबुला टुकड़ी | डिटैचमेंट पर बुलबुले का आकार | पतन ऊर्जा | शोर स्तर |
|---|---|---|---|---|
| <10 mPa·s | आसान | छोटा | कम | कोई नहीं |
| 10-100 एमपीए·एस | मध्यम | मध्यम | मध्यम | बेहोश होना |
| 100-1,000 एमपीए·एस | कठिन | बड़ा | उच्च | सुनाई देने योग्य |
| >1,000 एमपीए·एस | बहुत कठिन | बहुत बड़ा | बहुत ऊँचा | ऊँचा स्वर |
चिपचिपापन और बुलबुला पृथक्करण और शोर उत्पादन पर इसका प्रभाव
क्यों ताप-ऊपर सबसे संवेदनशील चरण है
गर्मी के दौरान, हीटर पूरी शक्ति से काम कर रहा होता है। स्थिर अवस्था में संचालन के दौरान सतह का तापमान अधिक होता है क्योंकि थोक द्रव ठंडा होता है और हीटर और द्रव के बीच तापमान का अंतर बड़ा होता है। उच्च सतह तापमान से वाष्प निर्माण की दर बढ़ जाती है।
गर्मी के दौरान तरल पदार्थ अधिक चिपचिपा होता है। तापमान बढ़ने पर अधिकांश तरल पदार्थों की चिपचिपाहट कम हो जाती है। एक पॉलिमर समाधान जो 25 डिग्री पर 15,000 mPa·s है, 60 डिग्री पर 5,000 mPa·s हो सकता है। गर्मी के दौरान, हीटर के पास का तरल पदार्थ सेटपॉइंट की तुलना में ठंडा और अधिक चिपचिपा होता है। चिपचिपा द्रव वाष्प के बुलबुले को फँसा लेता है, और शोर तेज़ होता है।
भाप का शोर क्यों मायने रखता है
भाप का शोर सिर्फ परेशान करने वाला नहीं है। यह इंगित करता है कि हीटर की सतह पर स्थानीय उबाल आ रहा है। उबलने से एक वाष्प कंबल बनता है जो सतह को सुरक्षित रखता है। सतह का तापमान बढ़ जाता है, और पीटीएफई सामान्य परिचालन स्थितियों की तुलना में तेजी से घटता है।
वाष्प के बुलबुलों के बार-बार ढहने से पीटीएफई पर यांत्रिक तनाव भी पैदा होता है। ढहने से दबाव तरंगें बहुलक सतह पर टकराती हैं। समय के साथ, तनाव के कारण थकान हो सकती है और त्वचा पर छाले पड़ सकते हैं।
चिपचिपे स्नान में भाप के शोर को रोकना
सबसे प्रभावी रोकथाम हीटर की सतह के तापमान को तरल पदार्थ के क्वथनांक से नीचे कम करना है। इसके लिए वाट घनत्व को कम करने और हीटर की सतह पर प्रवाह में सुधार करने की आवश्यकता है।
कम वाट घनत्व -0.5–0.8 डब्लू/सेमी²-सतह के तापमान को 1.0-1.2 डब्लू/सेमी² की तुलना में 15-25 डिग्री तक कम कर देता है। कम तापमान अधिकांश चिपचिपे तरल पदार्थों में सतह को क्वथनांक से नीचे रखता है।
हीटर की सतह पर बेहतर प्रवाह {{0}एक एडक्टर, एक रीसर्क्युलेशन पंप, या एक यांत्रिक आंदोलनकारी से {{1}सीमा परत की मोटाई कम हो जाती है और सतह का तापमान कम हो जाता है। अधिकांश चिपचिपे तरल पदार्थों में भाप के शोर को रोकने के लिए 0.3-0.5 मीटर/सेकेंड का स्थानीय वेग पर्याप्त है।
| रोकथाम के उपाय | सतह के तापमान पर प्रभाव | कार्यान्वयन |
|---|---|---|
| कम वाट घनत्व, 0.5–0.8 W/cm² | 15-25 डिग्री कम | हीटर डिजाइन |
| हीटर पर कंडक्टर | 20-30 डिग्री कम | छोटा पंप या संपीड़ित हवा |
| पुनरावर्तन पाश | 25-35 डिग्री कम | पंप और पाइपिंग |
| यांत्रिक हलचल | 15-25 डिग्री कम | आंदोलनकारी या भड़कानेवाला |
चिपचिपे स्नान में भाप के शोर की रोकथाम के उपाय
जब भाप का शोर डिज़ाइन समस्या का संकेत देता है
एक हीटर जो कम वाट घनत्व और बेहतर प्रवाह के बावजूद भाप का शोर उत्सर्जित करता है, यह दर्शाता है कि हीटर का डिज़ाइन चिपचिपे तरल पदार्थ के लिए उपयुक्त नहीं है। बहुत कम वाट घनत्व, एक बड़े सतह क्षेत्र और एक प्रवाह अनुकूलित स्थिति के साथ एक कस्टम पीटीएफई इमर्शन हीटर कॉन्फ़िगरेशन स्थानीय उबलने के मूल कारण को संबोधित करता है। विनिर्देशन प्रक्रिया के लिए ऑपरेटिंग तापमान, क्वथनांक, हीटर की स्थिति, प्रवाह की स्थिति और आवश्यक वाट क्षमता पर द्रव की चिपचिपाहट की आवश्यकता होती है। चिपचिपी प्रक्रिया वाले तरल पदार्थों वाली सुविधाओं के लिए, यह एप्लिकेशन - विशिष्ट दृष्टिकोण भाप के शोर को कम करता है और हीटर सेवा जीवन को बढ़ाता है।
