Egy speciális vegyi üzem szokatlan tünetről számolt be: a viszkózus polimer oldatban lévő PTFE merülő fűtőtest éles recsegést vagy pattogó hangot bocsátott ki minden reggel a melegítés első órájában-. A zaj megszűnt, amikor a fürdő elérte az alapértéket. A fűtőelem láthatóan nem sérült, az áramfelvétel normális volt. A zaj azonban figyelmeztető jel volt, -helyi forráspont fordult elő a fűtőfelületen a felfűtési fázisban{5}}.
A felmelegedés során fellépő gőzzaj{0}}a PTFE felületén felforrt film tünete. A fűtőfelület hőmérséklete elég magas ahhoz, hogy a vele érintkező folyadék elpárologjon, de a gőz nem tud gyorsan távozni, mert a folyadék viszkózus. A gőzbuborékok leválásukkor hevesen összeesnek, és pattogó hangot keltenek.
Miért termelnek gőzzajt a viszkózus fürdők?
Az alacsony viszkozitású folyadékokban, mint a víz, a gőzbuborékok könnyen leválnak, és a felszínre emelkednek. Csendesen összeesnek a hidegebb ömlesztett folyadékban. A folyamat zökkenőmentes, és nem keletkezik zaj.
A viszkózus folyadékban a fűtőfelületen a határréteg vastag. A felületen képződő gőzbuborékok nem tudnak könnyen leválni, mert a viszkózus folyadék ellenáll a mozgásuknak. A buborékok nagyobbra nőnek, mielőtt kiszabadulnának. Amikor végül leválnak, gyorsan összeesnek, és az összeomlás nyomáshullámot generál, amely pukkanó vagy recsegő hangként hallható.
| Folyadék viszkozitása | Buborék leválás | Buborék mérete leválasztáskor | Összeomlási energia | Zajszint |
|---|---|---|---|---|
| <10 mPa·s | Könnyen | Kicsi | Alacsony | Egyik sem |
| 10–100 mPa·s | Mérsékelt | Mérsékelt | Mérsékelt | Elájul |
| 100–1000 mPa·s | Nehéz | Nagy | Magas | Hallható |
| >1000 mPa·s | Nagyon nehéz | Nagyon nagy | Nagyon magas | Hangos |
Viszkozitás és hatása a buborékok leválására és a zajképződésre
Miért a felmelegedés{0}}a legsebezhetőbb szakasz?
A felfűtés alatt-a fűtőberendezés teljes teljesítménnyel működik. A felületi hőmérséklet magasabb, mint az állandó-állapotú működés során, mivel az ömlesztett folyadék hidegebb, és nagyobb a hőmérséklet-különbség a fűtőelem és a folyadék között. A magasabb felületi hőmérséklet növeli a gőzképződés sebességét.
A folyadék viszkózusabb is a felmelegedés során{0}}. A legtöbb folyadék viszkozitása csökken a hőmérséklet emelkedésével. Egy polimer oldat, amely 25 fokon 15 000 mPa·s, 60 fokon 5 000 mPa·s lehet. Felfűtés közben{10}}a fűtőelem közelében lévő folyadék hűvösebb és viszkózusabb, mint az alapértéken. A viszkózus folyadék felfogja a gőzbuborékokat, és a zaj hangosabb.
Miért számít a gőzzaj?
A gőzzaj nem csak bosszantó. Azt jelzi, hogy a fűtőfelületen lokális forrás következik be. A forralás során gőztakaró keletkezik, amely szigeteli a felületet. A felületi hőmérséklet kiugrik, és a PTFE gyorsabban bomlik le, mint normál működési körülmények között.
A gőzbuborékok ismételt összeomlása szintén mechanikai igénybevételt okoz a PTFE-n. Az összeomlásból származó nyomáshullámok a polimer felületére ütköznek. Az idő múlásával a stressz fáradásos repedéseket és hólyagosodást okozhat.
A gőzzaj megelőzése viszkózus fürdőkben
A leghatékonyabb megelőzés a fűtőfelület hőmérsékletének a folyadék forráspontja alá csökkentése. Ehhez csökkenteni kell a wattsűrűséget és javítani kell az áramlást a fűtőfelületen.
Az alacsonyabb wattsűrűség-0,5–0,8 W/cm² – 15–25 fokkal csökkenti a felületi hőmérsékletet az 1,0–1,2 W/cm²-hez képest. Az alacsonyabb hőmérséklet a legtöbb viszkózus folyadékban a forráspont alatt tartja a felületet.
A jobb áramlás a fűtőfelületen -egy szívócsőből, egy recirkulációs szivattyúból vagy egy mechanikus keverőből-csökkenti a határréteg vastagságát és csökkenti a felület hőmérsékletét. A 0,3–0,5 m/s helyi sebesség elegendő a gőzzaj megelőzésére a legtöbb viszkózus folyadékban.
| Megelőzési intézkedés | Felületi hőmérsékletre gyakorolt hatás | Végrehajtás |
|---|---|---|
| Alacsonyabb wattsűrűség, 0,5–0,8 W/cm² | 15-25 fokkal alacsonyabb | Fűtőberendezés kialakítása |
| Pedagógus a fűtésnél | 20-30 fokkal alacsonyabb | Kis szivattyú vagy sűrített levegő |
| Recirkulációs hurok | 25-35 fokkal alacsonyabb | Szivattyú és csövek |
| Mechanikus keverés | 15-25 fokkal alacsonyabb | Keverő vagy keverő |
A gőzzaj megelőzésére irányuló intézkedések viszkózus fürdőkben
Amikor a gőzzaj tervezési problémát jelez
Az alacsony wattsűrűség és a jobb áramlás ellenére gőzzajt kibocsátó fűtőtest azt jelzi, hogy a fűtőberendezés nem alkalmas a viszkózus folyadékhoz. Egy egyedi PTFE merülőfűtő-konfiguráció nagyon alacsony wattsűrűséggel, nagy felülettel és áramlás-optimalizált pozícióval{1}}a kezeli a helyi forráspont kiváltó okát. A specifikációs folyamat megköveteli a folyadék viszkozitását üzemi hőmérsékleten, a forráspontot, a fűtőelem helyzetét, az áramlási viszonyokat és a szükséges wattot. A viszkózus technológiai folyadékokat használó létesítményeknél ez az alkalmazás--specifikus megközelítés csökkenti a gőzzajt és meghosszabbítja a fűtőelem élettartamát.
