A vegyi fürdő a normál gyártás során stabilnak tűnhet, miközben koncentrációja fokozatosan változik. A párolgás, az utántöltés, a kihúzás-, a vegyszeradagolás és a víz hozzáadása mind megváltoztathatja az oldat összetételét.
APTFE merülő fűtőtest, ez a változás azért fontos, mert a vegyi anyagok koncentrációja befolyásolja az anyagok kompatibilitását, a hőátadási -viselkedést, a lerakódásokat és a teljes hőterhelést. A csak a tartály térfogata és teljesítménye szerint kiválasztott fűtőelem ezért eltérően működhet a fürdő kémiájának megváltozása után.
A koncentráció fontosabb, mint a pH önmagában
A pH hasznos információkkal szolgál, de nem írja le teljesen a kémiai melegítési környezetet.
Két hasonló pH-értékű oldat különböző savakat, sókat, oxidálószereket, fémionokat vagy adalékanyagokat tartalmazhat. Hatásuk a fűtőtest szabaddá váló alkatrészeire ezért eltérő lehet.
A PTFE-t széles körben használják védőanyagként a korrozív kémiai hevítéseknél, mivel széles körű vegyi ellenállása. A tényleges alkalmasság azonban továbbra is az adott kémiai összetételtől és az üzemi hőmérséklettől függ.
A műszaki kiválasztáshoz a specifikációnak meg kell határoznia a vegyi anyagok fajtáját és hozzávetőleges koncentrációját, nem pedig egyszerűen "savas fürdő" vagy "lúgos oldat" megjelölését.
A koncentráció megváltoztathatja a termikus terhelést
A kémiai koncentráció is befolyásolhatja a fürdő fizikai tulajdonságait.
A sűrűség, viszkozitás, fajlagos hőkapacitás és hővezető képesség a koncentráció változásával változhat. Ezek a tulajdonságok befolyásolják, hogy a hő milyen gyorsan halad át a folyadékon, és mennyi energiára van szükség a hőmérséklet emeléséhez.
A szakaszos fűtésnél az alapvető ésszerű{0}}fűtési összefüggés a következőképpen fejezhető ki:
Q=mcΔT
aholmfolyékony tömeg,ca fajlagos hőkapacitás, ésΔTa szükséges hőmérséklet-emelkedés.
Ha a koncentráció megváltoztatja az oldatsűrűséget vagy a hőkapacitást, a tényleges energiaszükséglet eltérhet a vízhez{0}} hasonló feltételezéseken alapuló számítástól.
Ez különösen akkor válik fontossá, ha egy koncentrált vegyi oldatot környezeti hőmérsékletről szabályozott folyamathőmérsékletre melegítenek.
Miért számít a viszkozitás és a keringés?
Egyes koncentrált kémiai oldatok viszkózusabbá válnak. A magasabb viszkozitás csökkentheti a természetes konvekciót és megváltoztathatja a folyadék mozgását a fűtőelem körül.
Ez termikus{0}}tervezési problémát okoz.
A PTFE merülő fűtőtesta környező folyadéktól függ a hő eltávolítása a fűtőfelületről. Ha a keringés gyengül, a fűtőtest körüli helyi hőmérséklet még akkor is megemelkedhet, ha a fürdőhőmérséklet-érzékelő elfogadható átlaghőmérsékletet jelez.
Az egyszerűsített hőátadási{0}}modell a következő:
Q=hAΔT
Ha a hatékony keringés csökken, a hőátadási tényező{0}}his csökkenhet. Az azonos fűtőteljesítmény fenntartásához ekkor nagyobb hőmérséklet-különbségre lehet szükség a fűtőfelület és az ömlesztett folyadék között.
Ez az egyik oka annak, hogy a fűtőfelületet és a teljesítményeloszlást a vegyszerkoncentráció mellett figyelembe kell venni.
A koncentráció elősegítheti a betéteket
Egyes koncentrált technológiai fürdők hajlamosabbak a kristályosodásra vagy lerakódásokra, amikor a helyi hőmérséklet magasabb, mint az ömlesztett oldat hőmérséklete.
A fűtőfelületen lévő lerakódások további hőellenállási réteget képezhetnek. Idővel előfordulhat, hogy a fűtőelemnek nagyobb hőmérséklet-különbségre lesz szüksége, hogy azonos mennyiségű hőt szállítson a folyadéknak.
Egy egyszerűsített hőellenállási{0}}modell a következőképpen ábrázolható:
Q=ΔT/Rtotal
aholRtotala kombinált hőellenállást jelenti a megfelelő rétegeken keresztül.
A gyakorlati következtetés fontos: a fűtőteljesítmény növelése nem mindig a megfelelő válasz a lassú fűtésre. Lerakódásra hajlamos-fürdőben a fűtési terület-elosztásának, keringésének és tisztítási eljárásainak javítása megfelelőbb lehet.
Koncentráció{0}}alapú specifikációs példa
Vegyünk egy vegyszertartályt, amely a következő szemléltető feltételek mellett működik:
| Paraméter | Példa feltétel | Tervezési jelentősége |
|---|---|---|
| Kémiai koncentráció | 25 tömeg% | Meghatározza a folyamat környezetét |
| A fürdő hőmérséklete | 60 fok | Meghatározza a termikus működési feltételeket |
| Tartály térfogata | 800 L | Megállapítja a hozzávetőleges folyadéktömeget |
| Fűtési teljesítmény | 12 kW | Meghatározza a fűtési sebességet |
| Keringés | Mérsékelt mechanikai keverés | Támogatja a hőelvonást a fűtőtest felületéről |
| Minimális folyadékszint | A tartály magasságának 70%-a | Meghatározza a biztonságos aktív merülési tartományt |
| Működési ciklus | 16 óra/nap | Befolyásolja a termikus ciklust és a szervizigényeket |
A fenti ábrák szemléltető jellegűek, nem pedig általános működési határértékek. A tényleges fűtőelem méretezése megköveteli az adott folyamat kémiai tulajdonságait és hőveszteségi feltételeit{1}}.
A koncentráció változása a gyártás során
Előfordulhat, hogy a statikus kémiai specifikáció nem képviseli a teljes gyártási ciklust.
Például a párolgás növelheti a koncentrációt, míg a vízutánpótlás csökkentheti. A kihúzás{1}}a folyékony és az oldott vegyszereket is eltávolíthatja. Az automatikus adagolás átmeneti koncentráció gradienseket hozhat létre a teljes keveredés előtt.
Emiatt a fűtőberendezés tervezésénél figyelembe kell venni anormál üzemi koncentráció tartomány, nem csupán egy laboratóriumi mérés.
Ha a koncentráció jelentősen változik, a hőmérséklet-szabályozást és a keringést a várható működési ablakon át kell értékelni.
Milyen beszerzési előírásokat kell tartalmaznia
A PTFE merülő fűtőelem hasznos beszerzési specifikációjában meg kell határozni:
Kémiai név és koncentrációtartomány
A fürdő minimális és maximális hőmérséklete
Szükséges fűtési teljesítmény
A tartály méretei és a folyadék térfogata
Normál és minimális folyadékszint
Keringési vagy keverési feltételek
Várható lerakódások vagy lebegő szilárd anyagok
Üzemidő és gyártási ciklus
Elérhető feszültség és elektromos konfiguráció
A fűtőtest szükséges méretei és szerelési elrendezése
Ezek a részletek lehetővé teszik az anyagkompatibilitás és a hőteljesítmény együttes értékelését.
A kémiai koncentrációt ezért a magfűtő-kiválasztási paramétereként kell kezelni, nem pedig másodlagos folyamatrészletként. A korrozív bevonat- és vegyszerfeldolgozó{2}}tartályokhoz megbízhatóPTFE merülő fűtőtesta tervezés attól függ, hogy a PTFE konstrukcióját, a fűtőfelületet, az energiaelosztást, a merülési mélységet és a működési vezérlőket a tényleges koncentrációtartományhoz kell igazítani.
Ha a kémia szokatlanul koncentrált, változó vagy korlátozott keringéssel kombinálva, a testreszabott fűtőspecifikáció műszakilag megfelelőbb alapot biztosíthat a berendezés kiválasztásához és árajánlatához.
