Заводу з оздоблення металу потрібна була заміна занурювального нагрівача з PTFE для резервуара для анодування сірчаної кислоти глибиною 700 мм. Бак мав ширину 1000 мм і довжину 1600 мм, робочий об'єм становив приблизно 1050 літрів. Існуючий нагрівач був стандартним прямим блоком, який виступав на траєкторії заготовки, і через 13 місяців вийшов з ладу. Групі технічного обслуговування потрібен був нагрівач, який підходив би до глибшого резервуару, підтримував повне занурення та забезпечував необхідну потужність із безпечною щільністю ват.
Резервуар глибиною 700 мм забезпечує більшу корисну довжину нагрівача, ніж неглибокий резервуар, але розмір нагрівача все одно повинен відповідати доступному простору та підтримувати безпечне занурення при мінімальному рівні рідини.
Обмеження глибини занурення
Бак глибиною 700 мм не забезпечує 700 мм корисної довжини нагрівача. Рівень рідини має бути достатньо високим, щоб покрити заготовки, а нагрівач має залишатися повністю зануреним у воду при мінімальному рівні рідини. На практиці корисна нагріта довжина в резервуарі глибиною 700 мм становить 450–550 мм, залежно від надводного борту та коливань рівня.
Прямий нагрівач з довжиною нагріву 500 мм забезпечує довжину нагріву 500 мм. Для навантаження 5 кВт і 1,0 Вт/см² необхідна площа поверхні становить 5000 см². При діаметрі оболонки 32 мм площа поверхні становить приблизно 100 см² на 100 мм довжини. Довжина з підігрівом 500 мм забезпечує лише 500 см²-набагато менше, ніж потрібно. Потрібен більший діаметр оболонки або багато-конфігурація.
| Глибина резервуара | Корисна довжина з підігрівом | Площа поверхні на оболонці 32 мм | Площа поверхні на оболонці 50 мм | Довжина з підігрівом, необхідна для 5000 см² |
|---|---|---|---|---|
| 500 мм | 300–350 мм | 300–350 см² | 471–550 см² | 1429–1667 мм |
| 600 мм | 350–450 мм | 350–450 см² | 550–707 см² | 1111–1429 мм |
| 700 мм | 450–550 мм | 450–550 см² | 707–864 см² | 909–1111 мм |
| 800 мм | 550–650 мм | 550–650 см² | 864–1021 см² | 769–909 мм |
Вимоги до довжини та площі обігріву для режиму роботи 5 кВт при 1,0 Вт/см²
Г-- або U--подібний обігрівач
L-- або U--подібний занурювальний нагрівач з PTFE згинає нагрітий елемент, щоб розмістити більшу площу поверхні в глибокому резервуарі. Типовий L--подібний нагрівач із 500 мм вертикальною секцією та 600 мм горизонтальною секцією забезпечує 1100 мм нагрітої довжини-, що більш ніж у два рази перевищує довжину прямого нагрівача при тій самій глибині бака.
При діаметрі оболонки 50 мм 1100 мм нагрітої довжини забезпечує приблизно 1728 см² площі поверхні. Це все ще менше 5000 см², необхідних для роботи 5 кВт при 1,0 Вт/см². Потрібна багато{11}}конфігурація.
| Конфігурація нагрівача | Довжина з підігрівом | Площа поверхні 32 мм | Площа поверхні 50 мм | Встановлюється в резервуар 700 мм |
|---|---|---|---|---|
| Прямий, 500 мм | 500 мм | 500 см² | 785 см² | Так, але недостатня площа |
| L-форми, 500 + 600 мм | 1100 мм | 1100 см² | 1728 см² | так |
| U-подібна, 500 + 400 + 500 мм | 1400 мм | 1400 см² | 2199 см² | так |
| Багато-прохідний, 4 × 500 мм | 2000 мм | 2000 см² | 3142 см² | так |
| Багато-прохідний, 7 × 500 мм | 3500 мм | 3500 см² | 5498 см² | Щільна посадка |
Конфігурація нагрівача для бака глибиною 700 мм
Встановлення нагрівача в бак
Нагрівач повинен розміщуватися в доступному просторі, не перешкоджаючи заготовкам або потоку. У резервуарі 1000 × 1600 мм нагрівач можна розташувати уздовж однієї стінки, залишивши центральний об’єм для стелажа заготовок. Багатоходовий нагрівач із вертикальним перетином 500 мм і горизонтальним 600 мм встановлюється вздовж стіни 1600 мм.
Нагрівач необхідно розташувати так, щоб нагріта секція була повністю занурена в воду при мінімальному рівні рідини. Резервуар глибиною 700 мм з рівнем рідини 600 мм і надводним бортом 100 мм забезпечує корисну глибину 500 мм. Нагріта секція нагрівача повинна бути розташована в нижніх 450 мм бака, при цьому верхня частина нагрітої секції повинна бути принаймні на 50 мм нижче мінімального рівня рідини.
Рівномірність потоку та температури
Багатопрохідний нагрівач у глибокому резервуарі може створювати затінення потоку, якщо проходи розташовані надто близько один до одного. Рідина між проходами може застоюватися, зменшуючи теплообмін і створюючи гарячі точки. Відстань між проходами має становити не менше 30–40 мм, щоб забезпечити протікання між ними.
Якщо в баку є циркуляційний насос, нагрівач слід розташувати так, щоб потік проходив через щілини між проходами. Якщо резервуар покладається на природну конвекцію, нагрівач слід розташувати так, щоб тепловий шлейф, що піднімається, міг вийти, не потрапивши в пастку.
| Пропускний інтервал | Потік між проходами | Ризик гарячої точки | Рекомендоване застосування |
|---|---|---|---|
| <20 mm | Бідний | Високий | Не рекомендується |
| 20–30 мм | Помірний | Помірний | Тільки низька щільність ват |
| 30–40 мм | добре | Низький | Більшість додатків |
| >40 мм | Чудово | Дуже низький | Висока щільність або в'язкі рідини |
Відстань між проходами та її вплив на потік і ризик гарячих точок
Коли стандартний нагрівач не може вмістити резервуар
Резервуар глибиною 700 мм із навантаженням 5 кВт і 1,0 Вт/см² потребує багатоходового нагрівача, якого стандартні лінійки продуктів можуть не мати. Спеціальна конфігурація занурювального нагрівача з PTFE з багато-дизайном, діаметром оболонки 50 мм і відстанню між проходами 30–40 мм усуває основну причину обмеження простору. Процес специфікації вимагає розмірів бака, діапазону рівня рідини, необхідної потужності, хімічного складу ванни та умов потоку. Для об’єктів із глибокими резервуарами цей-спеціальний підхід забезпечує необхідну площу поверхні в межах доступного простору.
