Kako izračunati potreban broj PTFE grijača za veliki pravokutni spremnik za oblaganje?

Često je veliki spremnik za oplatu opremljen jednim ogromnim PTFE grijačem, što rezultira neujednačenim toplinskim okruženjem. Element intenzivno zagrijava spremnik, stvarajući zatvorenu vruću zonu, pri čemu su udaljeni kutovi spremnika hladniji i slabo cirkuliraju. Ishod je nepravilna kvaliteta nanošenja, neujednačena kemijska aktivnost i spor toplinski oporavak. Puno bolja strategija je podijeliti kompletno opterećenje grijanja na više manjih PTFE grijača koji su strateški smješteni u spremniku kako bi se stvorio toplinski "surround zvuk" koji obavija cijeli procesni volumen stabilnom, ravnomjernom toplinom.

Toplina bi se trebala širiti poput tople plime koja dolazi iz svih smjerova. Želite uzorke široke cirkulacije, a ne jedan agresivni toplinski stup.

Zašto je velike pravokutne spremnike teško ravnomjerno zagrijati
Arhitektura velikih spremnika za oblaganje prirodno daje otpornost na jednaku raspodjelu temperature.

Postoji nekoliko razloga zašto je ovo izazov:

Kretanje tekućine-na velike udaljenosti

Kutovi sa slabom cirkulacijom

Utjecaj stratifikacije

Gubitak topline kroz velike izložene površine

Prepreke na policama i radnim predmetima

Neravnomjerno uzburkani procesi

Kada je toplina koncentrirana na jednom mjestu, toplinski oblak koji stvara grijač možda neće u potpunosti doseći udaljene krajeve spremnika.

To rezultira:

Hladni kutovi

Lokalno nakupljanje topline-

Kemija nehomogenih otopina

Ne-jednoliko taloženje

Loša izvedba zagrijavanja-

Dakle, poteškoće dizajna nadilaze jednostavno zbrajanje cijelih vata. Stvarni položaj i broj grijača jednako su značajni.

Izračun ukupne potrebe za grijanjem
Da bi se izračunao broj PTFE grijača potrebnih za velike pravokutne sustave spremnika, prije svega treba izračunati ukupnu toplinsku potrebu.

To se općenito sastoji od dva glavna dijela:

Učitaj za-zagrijavanje
Energija potrebna za zagrijavanje procesne otopine od početne do radne temperature u dopuštenom vremenskom rasponu.

Glavne varijable su:

Kapacitet spremnika

Gustoća otopine:

Specifični toplinski kapacitet

Potrebno povećanje temperature

Vrijeme potrebno za zagrijavanje

Opterećenje održavanja
Energija potrebna da se spremnik održi na radnoj temperaturi nakon što dostigne uvjete stabilnog-stanja.

Gubici održavanja mogu nastati kroz:

stijenke spremnika.

Gubitak površinske vode

Ventilacijski sustav

Proces opterećenja

Gubici topline u okolinu

Nakon što je poznata ukupna potrebna snaga, opterećenje grijanja može se inteligentno rasporediti između nekoliko grijača.

Zašto su manji grijači učinkovitiji
Višestruki manji PTFE uronjeni grijači pružaju značajne toplinske prednosti u odnosu na jedan veliki grijač.

Poboljšana distribucija temperature
Svaki grijač proizvodi vlastiti uzlazni oblak topline.

Pravilno raspoređeni, ti se perjanici preklapaju i međusobno djeluju kako bi proizveli:

Ravnomjernije rasporediti

Miješanje poboljšalo toplinu

Smanjena stratifikacija.

Uklanjanje hladne zone

Kroz cijeli spremnik postoji široka umjerena toplinska cirkulacija umjesto velikog vrućeg centra.

Lokalizirano smanjenje pregrijavanja
Veliki pojedinačni grijači često proizvode visoke lokalizirane temperature otopine oko površine elementa.

Manji grijači ravnomjernije raspršuju ulaz topline, smanjujući lokalni toplinski stres na:

Procesne kemikalije

Obloge za rezervoare

Radni komadi

Aditivna kemija

Operativna sigurnosna kopija
Višestruki grijači također poboljšavaju pouzdanost sustava.

Ako je jedan grijač isključen:

Ostali preostali grijači rade

Rad na sniženoj temperaturi može se nastaviti kratko vrijeme

Izbjegavanje hitnog isključivanja

Jednostavnije planiranje rasporeda zamjene

Ova zalihost je korisna posebno u slučaju kontinuiranog proizvodnog okruženja.

Izračun broja grijača
Koliko će grijača biti potrebno uglavnom je određeno veličinom spremnika i cirkulacijom sadržaja.

Pravilo razmaka palca
Kao grubo pravilo, možete postaviti jedan grijač otprilike svakih:

1,5-2,5 m duž dugih stijenki spremnika

Točan razmak ovisit će o varijablama kao što su:

Visina spremnika

Viskoznost otopine

Stupanj uznemirenosti

Grijač gustine vata

Procesne temperature

Oblik spremnika

Dulji spremnici zahtijevaju više raširenih grijaćih točaka kako bi se smanjile mrtve zone.

Razumijevanje interakcije toplinskih oblaka
Svaki PTFE grijač proizvodi prirodni konvekcijski oblak, u kojem zagrijana tekućina teče prema gore s površine plašta.

Učinak gustoće vata
Ponašanje toplinskog oblaka vrlo je osjetljivo na gustoću vata grijača.

Gustoća vata se povećava:

Brži tok prema gore

Snažnija lokalizirana konvekcija

Snažniji oblaci topline

Niža gustoća vata rezultira:

Blaži protok.

Ravnomjernija raspodjela topline

Manje lokalizirane turbulencije

Ideja nije nasilno miješati, već imati glatke preklapajuće obrasce cirkulacije po volumenu spremnika.

Predloženi obrasci postavljanja grijača
Geometrija postavljanja grijača ima značajan utjecaj na toplinske performanse.

Nemojte instalirati jednu stijenku
Često rezultira montažom svih grijača na jednoj strani spremnika:

Hladne zone na suprotnim zidovima

Loša cirkulacija poprečnog spremnika

Ne-ujednačena temperatura procesa

Čak i ako je ukupna snaga dovoljna, udaljena strana spremnika može biti termički mrtva.

Koristite Anti{0}}Wall Distribuciju
Bolji način je postaviti grijače na suprotne duge zidove u stepenicama.

Takav raspored promovira:

Križno-kretanje

Međudjelovanje konvekcijskih struja

Ravnomjerna raspodjela topline

Usporavanje u regijama koje zaostaju

Uzorak cirkulacije koji nastaje ravnomjernije raspoređuje toplinu po cijelom spremniku.

Gledajući geometriju spremnika i raspored procesa
Odgovarajuća konfiguracija grijača također se mora uzeti u obzir u fizikalnim realnostima procesa presvlačenja.

Začepljenje stalka i obratka
Prirodnu cirkulaciju mogu poremetiti veliki regali za dijelove ili gusto opterećena proizvodna oprema.

Ako je moguće, treba izbjegavati postavljanje grijača u blokirana područja.

Učinci pumpanja i miješanja
Mehaničko miješanje i recirkulacija otopine značajno utječu na obrasce protoka topline.

U spremnicima sa snažnim miješanjem, širi razmak grijača može biti prikladan jer prisilno miješanje pomaže u izjednačavanju temperature.

Kutna geometrija
Zavoji spremnika prirodno stvaraju područja slabog protoka.

Treba obratiti više pozornosti na mehanizme kojima tamo dolazi cirkulacija topline.

Zašto je dozvola za ugradnju važna
Adekvatan razmak je više od toplinskog problema.

Također se mora održavati odgovarajući razmak za:

Ugradnja grijača

Čišćenje tijekom servisa

Pristup za čišćenje

Uklanjanje mulja

Pregledi spremnika

Postavljanje grijača preblizu može otežati servisiranje i dugoročno umanjiti mogućnost održavanja.

PTFE grijači bi trebali biti dostupni bez opsežnog rastavljanja okolne opreme.

Tipičan primjer dizajna
Razmislite o ogromnom pravokutnom spremniku za oblaganje koji mora biti:

Ukupni zahtjevi za grijanje 36kW

Dužina spremnika: 8 metara

Širina spremnika: 2 metra

Umjesto jednog grijača od 36 kw, opterećenje se može podijeliti na:

6 × 6 kW Grijači PTFE

Grijači se zatim mogu rasporediti duž suprotnih stijenki spremnika u intervalima od oko 1,5 metara.

Ovo bi dalo raspored:

Toplinski oblakovi raspoređeni

Bolja pokrivenost cirkulacije

Niži toplinski gradijenti

redundantnost, povećana

Ukupna snaga u vatima je ista, ali obično dobijete bolji rezultat od samo jednog izvora centralnog grijanja.

Klonite se uobičajenih grešaka u dizajnu
Postoji nekoliko uobičajenih pogrešaka koje umanjuju učinkovitost grijanja u velikim posudama.

Pojedinačni, preveliki grijači
Toplina je koncentrirana što uzrokuje lošu homogenost i previsoke lokalne temperature.

Neispravno postavljanje zidova
Velike mrtve zone preko spremnika ostavljaju-jednostrani rasporedi.

Pristup održavanju zanemaren
Grijači instalirani preblizu jedan drugome možda neće biti sigurno servisirani.

Prevelika gustoća snage
Visoko opterećenje plašta može oštetiti kemiju i smanjiti vijek trajanja grijača.

Pažljiva raspodjela grijača uklanja mnoge od ovih problema odjednom.

Sažetak
Učinkovito zagrijavanje velikog pravokutnog spremnika za oplate više je od jednostavnog postavljanja najvećeg uronjenog grijača koji možete pronaći. Sveukupno toplinsko opterećenje podijeljeno je između nekoliko manjih PTFE grijača, raspoređenih da osiguraju istinsku toplinsku uniformnost, što rezultira širokim preklapajućim uzorcima cirkulacije kroz procesni volumen.

U većim dizajnerskim poteškoćama odabira pravog broja PTFE grijača potrebnih za velike pravokutne sustave spremnika, razmak grijača, postavljanje zidova, interakcija plinova i dostupnost servisiranja ključni su za postizanje dosljednih temperatura procesa i sprječavanje hladnih točaka.

Spremnik s najujednačenijom temperaturom obično nije najveći grijač. Tipičnije je to onaj s najpametnijom, najuravnoteženijom mješavinom raspršenih izvora topline.