एक रासायनिक स्नान सामान्य उत्पादन के दौरान स्थिर दिख सकता है जबकि इसकी सांद्रता धीरे-धीरे बदलती रहती है। वाष्पीकरण, पुनःपूर्ति, खींचकर बाहर निकालना, रासायनिक खुराक देना, और पानी मिलाना सभी समाधान की संरचना को बदल सकते हैं।
एक के लिएपीटीएफई विसर्जन हीटर, यह परिवर्तन मायने रखता है क्योंकि रासायनिक सांद्रता सामग्री अनुकूलता, ऊष्मा स्थानांतरण व्यवहार, जमाव और समग्र तापीय भार को प्रभावित करती है। केवल टैंक की मात्रा और वाट क्षमता के अनुसार चुना गया हीटर स्नान रसायन शास्त्र में बदलाव के बाद अलग-अलग प्रदर्शन कर सकता है।
एकाग्रता केवल pH से अधिक महत्वपूर्ण है
पीएच उपयोगी जानकारी प्रदान करता है, लेकिन यह रासायनिक तापन वातावरण का पूरी तरह से वर्णन नहीं करता है।
समान पीएच मान वाले दो समाधानों में अलग-अलग एसिड, लवण, ऑक्सीकरण एजेंट, धातु आयन या योजक हो सकते हैं। इसलिए उजागर हीटर घटकों पर उनका प्रभाव भिन्न हो सकता है।
व्यापक रासायनिक प्रतिरोध के कारण पीटीएफई का व्यापक रूप से संक्षारक रासायनिक तापन में एक सुरक्षात्मक सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है। हालाँकि, वास्तविक उपयुक्तता अभी भी विशिष्ट रासायनिक संरचना और ऑपरेटिंग तापमान पर निर्भर करती है।
इंजीनियरिंग चयन के लिए, विनिर्देश को केवल "अम्लीय स्नान" या "क्षारीय समाधान" बताने के बजाय रासायनिक प्रजातियों और अनुमानित एकाग्रता की पहचान करनी चाहिए।
एकाग्रता थर्मल लोड को बदल सकती है
रासायनिक सांद्रता स्नान के भौतिक गुणों को भी प्रभावित कर सकती है।
सांद्रता में परिवर्तन के रूप में घनत्व, चिपचिपाहट, विशिष्ट ऊष्मा क्षमता और तापीय चालकता बदल सकती है। ये गुण प्रभावित करते हैं कि तरल के माध्यम से गर्मी कितनी तेजी से गुजरती है और इसका तापमान बढ़ाने के लिए कितनी ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
बैच हीटिंग के लिए, बुनियादी समझदार हीटिंग संबंध को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:
क्यू=mcΔT
कहाँmतरल द्रव्यमान है,cविशिष्ट ताप क्षमता है, औरΔTआवश्यक तापमान वृद्धि है.
यदि सांद्रता घोल के घनत्व या ताप क्षमता को बदल देती है, तो वास्तविक ऊर्जा आवश्यकता पानी जैसी धारणाओं पर आधारित गणना से भिन्न हो सकती है।
यह विशेष रूप से प्रासंगिक हो जाता है जब एक केंद्रित रासायनिक समाधान को परिवेश के तापमान से नियंत्रित प्रक्रिया तापमान तक गर्म किया जाता है।
चिपचिपाहट और परिसंचरण क्यों मायने रखते हैं?
कुछ सांद्र रासायनिक घोल अधिक चिपचिपे हो जाते हैं। उच्च चिपचिपाहट प्राकृतिक संवहन को कम कर सकती है और हीटर के चारों ओर तरल गति को बदल सकती है।
इससे एक थर्मल-डिज़ाइन समस्या उत्पन्न होती है।
A पीटीएफई विसर्जन हीटरहीटिंग सतह से गर्मी हटाने के लिए आसपास के तरल पर निर्भर करता है। यदि परिसंचरण कमजोर हो जाता है, तो हीटर के आसपास का स्थानीय तापमान तब भी बढ़ सकता है जब स्नान तापमान सेंसर स्वीकार्य औसत तापमान इंगित करता है।
एक सरलीकृत ऊष्मा स्थानांतरण मॉडल है:
क्यू=hAΔT
जब प्रभावी परिसंचरण कम हो जाता है, तो ऊष्मा स्थानांतरण गुणांक कम हो जाता हैhभी घट सकता है. उसी ताप शक्ति को बनाए रखने के लिए ताप सतह और थोक तरल के बीच बड़े तापमान अंतर की आवश्यकता हो सकती है।
यह एक कारण है कि रासायनिक सांद्रता के साथ-साथ हीटर सतह क्षेत्र और बिजली वितरण पर भी विचार किया जाना चाहिए।
एकाग्रता जमा को बढ़ावा दे सकती है
जब स्थानीय तापमान थोक समाधान तापमान से अधिक हो जाता है तो कुछ संकेंद्रित प्रक्रिया स्नान में क्रिस्टलीकरण या जमाव की संभावना अधिक होती है।
हीटिंग सतह पर जमाव एक अतिरिक्त थर्मल प्रतिरोध परत बना सकता है। समय के साथ, तरल को समान मात्रा में गर्मी देने के लिए हीटर को अधिक तापमान अंतर की आवश्यकता हो सकती है।
एक सरलीकृत तापीय -प्रतिरोध मॉडल को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है:
क्यू=ΔT/Rtotal
कहाँकुलसंबंधित परतों के माध्यम से संयुक्त थर्मल प्रतिरोध का प्रतिनिधित्व करता है।
व्यावहारिक निहितार्थ महत्वपूर्ण है: धीमी हीटिंग के लिए हीटर की शक्ति बढ़ाना हमेशा सही प्रतिक्रिया नहीं होती है। निक्षेपण {{1}प्रवण स्नान में, हीटिंग क्षेत्र वितरण, परिसंचरण और सफाई प्रक्रियाओं में सुधार करना अधिक उपयुक्त हो सकता है।
एक एकाग्रता-आधारित विशिष्टता उदाहरण
निम्नलिखित उदाहरणात्मक परिस्थितियों में संचालित होने वाले एक रासायनिक टैंक पर विचार करें:
| पैरामीटर | उदाहरण स्थिति | डिज़ाइन का महत्व |
|---|---|---|
| रासायनिक सघनता | 25 wt% | प्रक्रिया वातावरण को परिभाषित करता है |
| स्नान का तापमान | 60 डिग्री | थर्मल परिचालन स्थिति निर्धारित करता है |
| टैंक की मात्रा | 800 L | अनुमानित तरल द्रव्यमान स्थापित करता है |
| तापन शक्ति | 12 किलोवाट | ताप दर निर्धारित करता है |
| प्रसार | मध्यम यांत्रिक हलचल | हीटर की सतह से गर्मी हटाने का समर्थन करता है |
| न्यूनतम तरल स्तर | टैंक की ऊंचाई का 70% | सुरक्षित सक्रिय विसर्जन सीमा को परिभाषित करता है |
| परिचालन चक्र | 16 घंटे/दिन | थर्मल साइक्लिंग और सेवा आवश्यकताओं को प्रभावित करता है |
उपरोक्त आंकड़े सार्वभौमिक परिचालन सीमाओं के बजाय उदाहरणात्मक हैं। वास्तविक हीटर आकार के लिए विशिष्ट प्रक्रिया के रासायनिक गुणों और ऊष्मा हानि की स्थितियों की आवश्यकता होती है।
उत्पादन के दौरान एकाग्रता में परिवर्तन
एक स्थिर रासायनिक विनिर्देश संपूर्ण उत्पादन चक्र का प्रतिनिधित्व नहीं कर सकता है।
उदाहरण के लिए, वाष्पीकरण से सांद्रता बढ़ सकती है जबकि पानी की पुनःपूर्ति इसे कम कर सकती है। ड्रैग आउट से तरल और घुले हुए रसायन दोनों को हटाया जा सकता है। पूर्ण मिश्रण होने से पहले स्वचालित खुराक अस्थायी एकाग्रता ग्रेडिएंट बना सकता है।
इस कारण से, हीटर डिज़ाइन पर विचार करना चाहिएसामान्य परिचालन एकाग्रता सीमा, केवल एक प्रयोगशाला माप नहीं।
यदि एकाग्रता में काफी भिन्नता है, तो अपेक्षित ऑपरेटिंग विंडो में तापमान नियंत्रण और परिसंचरण का मूल्यांकन किया जाना चाहिए।
खरीद विशिष्टताओं में क्या शामिल होना चाहिए
पीटीएफई विसर्जन हीटर के लिए एक उपयोगी क्रय विनिर्देश की पहचान होनी चाहिए:
रासायनिक नाम और सांद्रण सीमा
न्यूनतम और अधिकतम स्नान तापमान
आवश्यक ताप शक्ति
टैंक आयाम और तरल मात्रा
सामान्य एवं न्यूनतम तरल स्तर
परिसंचरण या आंदोलन की स्थिति
अपेक्षित जमा या निलंबित ठोस
संचालन के घंटे और उत्पादन चक्र
उपलब्ध वोल्टेज और विद्युत विन्यास
आवश्यक हीटर आयाम और माउंटिंग व्यवस्था
ये विवरण सामग्री अनुकूलता और थर्मल प्रदर्शन का एक साथ मूल्यांकन करने की अनुमति देते हैं।
इसलिए रासायनिक सांद्रण को द्वितीयक प्रक्रिया विवरण के बजाय कोर हीटर {{0}चयन पैरामीटर के रूप में माना जाना चाहिए। संक्षारक चढ़ाना और रासायनिक प्रसंस्करण टैंक के लिए, एक विश्वसनीयपीटीएफई विसर्जन हीटरडिज़ाइन पीटीएफई निर्माण, हीटिंग सतह क्षेत्र, बिजली वितरण, विसर्जन गहराई और वास्तविक एकाग्रता सीमा के संचालन नियंत्रण से मेल खाने पर निर्भर करता है।
जब रसायन विज्ञान असामान्य रूप से केंद्रित, परिवर्तनशील या प्रतिबंधित परिसंचरण के साथ संयुक्त होता है, तो एक अनुकूलित हीटर विनिर्देश उपकरण चयन और उद्धरण के लिए अधिक तकनीकी रूप से उपयुक्त आधार प्रदान कर सकता है।
