Egy 600 mm mély nikkelező tartályhoz csere-PTFE merülőfűtőre volt szüksége egy bevonatoló műhelynek. A tartály 800 mm széles és 1200 mm hosszú volt, űrtartalma megközelítőleg 550 liter. A meglévő fűtőberendezés egy szabványos L-alakú egység volt, amely belenyúlt a munkadarab útjába, és 14 hónap után meghibásodott. A karbantartó csapat olyan egyedi fűtőtestet szeretett volna, amely illeszkedik a tartály rendelkezésre álló helyéhez, alacsony wattsűrűséggel működik, és nem akadályozza a munkadarabokat.
A PTFE merülő fűtőtest testreszabásához egy adott tartálymélységhez négy korlát egyensúlyba hozása szükséges: a rendelkezésre álló merülési mélység, az alacsony wattsűrűséghez szükséges felület, a tartály geometriája és az áramlási feltételek a fűtőelem helyén.
A merülési mélység korlátozása
Egy 600 mm mély tartály nem biztosít 600 mm hasznos fűtőhosszt. A folyadékszintnek elég magasnak kell lennie ahhoz, hogy ellepje a munkadarabokat, és a fűtőelemnek a minimális folyadékszinten teljesen el kell merülnie. A gyakorlatban egy 600 mm mélységű tartályban a szabadoldaltól és a szintingadozástól függően 350-450 mm a hasznosítható fűthető hossz.
Egy szabványos, 400 mm-es fűthető hosszúságú egyenes fűtőtest körülbelül 400 cm² felületet biztosít 32 mm átmérő mellett. Ez túl kevés az alacsony-watt-sűrűségű működéshez, tipikus bevonási wattokon. A 4 kW-os, 1,0 W/cm²-es üzemhez 4000 cm²{11}}tízszer akkora felületre van szükség, mint egyetlen egyenes menetnél.
| Tank mélység | Használható fűthető hossz | Felület 32 mm-es köpenynél | Felület 50 mm-es köpenynél | Fűtött hossz 4000 cm²-hez szükséges |
|---|---|---|---|---|
| 400 mm | 250-300 mm | 250-300 cm² | 393-471 cm² | 2000–2667 mm |
| 500 mm | 300-350 mm | 300-350 cm² | 471-550 cm² | 1.429–1.667 mm |
| 600 mm | 350-450 mm | 350-450 cm² | 550-707 cm² | 889–1143 mm |
| 700 mm | 450-550 mm | 450-550 cm² | 707–864 cm² | 727-909 mm |
Fűtött hossz- és felületkövetelmények 4 kW teljesítményhez 1,0 W/cm²-nél
A Multi{0}}Pass megoldás
A sekély tartály megoldása egy több-utas fűtés. A fűtött elemet kígyózó vagy U{2}}alakú konfigurációba hajlítják, amely illeszkedik a rendelkezésre álló mélységbe, miközben többszörös fűtött átjárást biztosít. A 400 mm-es áthaladással rendelkező négy-menetes fűtőtest 1600 mm-es fűtött hosszt biztosít körülbelül 400 × 200 mm-es alapterületen.
50 mm-es köpenyátmérőnél az 1600 mm-es fűtött hossz körülbelül 2513 cm² felületet biztosít. Ez még mindig nem éri el azt a 4000 cm²-t, amely egy 4 kW-os üzemhez szükséges 1,0 W/cm² mellett. Nagyobb menetszámra vagy nagyobb burkolatátmérőre van szükség.
| A bérletek száma | Pass Length | Teljes fűtött hossz | Lábnyom (kb.) | Felület (50 mm) | Maximális teljesítmény 1,0 W/cm² |
|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 400 mm | 800 mm | 400 × 100 mm | 1257 cm² | 1,3 kW |
| 4 | 400 mm | 1600 mm | 400 × 200 mm | 2513 cm² | 2,5 kW |
| 6 | 400 mm | 2400 mm | 400 × 300 mm | 3770 cm² | 3,8 kW |
| 8 | 400 mm | 3200 mm | 400 × 400 mm | 5027 cm² | 5,0 kW |
Több-menetes konfigurációk 600 mm mély tartályhoz
A fűtőelem behelyezése a tartályba
A fűtőberendezésnek be kell illeszkednie a rendelkezésre álló helyre anélkül, hogy akadályozza a munkadarabokat vagy az áramlást. Egy 800 × 1200 mm-es tartályban a fűtőelem az egyik fal mentén helyezhető el, így a központi tér a munkadarab-állvány számára marad. A 400 × 300 mm-es alapterületű több-utas fűtőtest kényelmesen elfér az 1200 mm-es fal mentén.
A karimát úgy kell elhelyezni, hogy a fűtőtest a megfelelő mélységben lógjon. Egy 600 mm mély tartály 500 mm folyadékszinttel és 100 mm szabadoldallal 400 mm hasznos mélységet biztosít. A fűtőelem fűtött részét a tartály alsó 350 mm-ére kell elhelyezni úgy, hogy a fűtött rész teteje legalább 50 mm-rel a minimális folyadékszint alatt legyen.
Az áramlás és a hőmérséklet egyenletessége
A sekély tartályban lévő több-járatú fűtőelem áramlási árnyékot hozhat létre, ha a járatok túl közel vannak egymáshoz. A járatok közötti folyadék stagnálhat, ami csökkenti a hőátadást és forró pontokat képezhet. A járatok közötti távolságnak legalább 30–40 mm-nek kell lennie, hogy lehetővé tegyük az átfolyást.
Ha a tartályban keringető szivattyú van, a fűtőtestet úgy kell elhelyezni, hogy az áramlás a járatok közötti réseken haladjon keresztül. Ha a tartály természetes konvekcióra támaszkodik, a fűtőtestet úgy kell elhelyezni, hogy a felszálló hősugár anélkül tudjon távozni, hogy a járatok közé szorulna.
| Pass Spacing | Flow Between Pass | Hot Spot kockázat | Ajánlott alkalmazás |
|---|---|---|---|
| <20 mm | Szegény | Magas | Nem ajánlott |
| 20-30 mm | Mérsékelt | Mérsékelt | Csak alacsony wattsűrűség |
| 30-40 mm | Jó | Alacsony | A legtöbb alkalmazás |
| >40 mm | Kiváló | Nagyon alacsony | Nagy wattsűrűségű vagy viszkózus folyadékok |
Az áthaladási távolság és hatása az áramlásra és a forró pontok kockázatára
Ha egy szabványos fűtőtest nem fér bele a tartályba
Egy 600 mm mély, 4 kW teljesítményű, 1,0 W/cm²-es tartályhoz olyan több-áteresztő fűtőberendezés szükséges, amelyet a szabványos termékcsaládok esetleg nem kínálnak. Egy egyedi PTFE merülőfűtő-konfiguráció hat vagy nyolc átmenettel, 50 mm-es burkolatátmérővel és 30–40 mm-es áteresztőtávolsággal kezeli a helyszűke kiváltó okát. A specifikációs folyamat megköveteli a tartály méreteit, a folyadékszint-tartományt, a szükséges teljesítményt, a fürdő kémiáját és az áramlási feltételeket. A sekély tartályokkal rendelkező létesítményeknél ez az alkalmazás-specifikus megközelítés{10}}a rendelkezésre álló területen belül biztosítja a szükséges felületet.
