한 화학공장에는 3,000리터의 산성조를 위한 12kW의 가열 용량이 필요했습니다. 피복 온도를 안전한 한도 내로 유지하려면 수조의 화학적 성질과 온도에 0.9W/cm² 이하의 와트 밀도가 필요했습니다. 공장의 유지 관리 관리자는 PTFE 침수형 히터가 탱크에 맞지 않을 정도로 크지 않으면서 해당 와트 밀도에서 12kW를 전달할 수 있는지 의문을 제기했습니다.
대답은 '그렇다'입니다. 하지만 표준 히터 선택과 다른 설계 접근 방식이 필요합니다. 낮은 와트 밀도와 높은 킬로와트 출력은 모순되지 않습니다.-단지 더 많은 표면적이 필요할 뿐입니다. 문제는 해당 표면적을 사용 가능한 탱크 공간에 맞추는 것입니다.
표면적 요구 사항
전력, 표면적 및 와트 밀도 간의 관계는 간단합니다. A=P / WD. 0.9W/cm²에서 12kW의 경우 필요한 표면적은 13,333cm²입니다. 이는-소형 자동차의 앞유리 크기와 비슷한-넓은 면적이며, 탱크에 맞는 히터에 포장해야 합니다.
외피 직경이 50mm인 표준 직선형 PTFE 히터는 가열 길이 100mm당 약 157cm²를 제공합니다. 13,333cm²를 달성하려면 가열 길이가 8,500mm-8.5미터가 되어야 합니다. 일반 탱크에는 맞지 않습니다.
| 와트수 | 와트 밀도 | 필요한 표면적 | 가열 길이(50mm) | 가열 길이(63mm) |
|---|---|---|---|---|
| 6kW | 0.9W/cm² | 6,667cm² | 4,250mm | 3,370mm |
| 8kW | 0.9W/cm² | 8,889cm² | 5,660mm | 4,490mm |
| 10kW | 0.9W/cm² | 11,111cm² | 7,080mm | 5,610mm |
| 12kW | 0.9W/cm² | 13,333cm² | 8,500mm | 6,730mm |
| 15kW | 0.9W/cm² | 16,667cm² | 10,620mm | 8,410mm |
저-와트-밀도 고{2}}출력 PTFE 히터에 대한 표면적 및 가열 길이 요구사항
멀티-패스 솔루션
표면적 문제는 가열된 요소를 다중-패스 구성으로 구부려 해결됩니다. 각각 1,000mm의 8개 패스를 가진 히터는 약 1,000 x 400mm의 설치 공간에서 8,000mm의 가열 길이를 제공합니다. 피복 직경이 63mm인 경우 약 15,800cm²의 표면적을 제공하며{13}}0.9W/cm²에서 12kW에 충분한 양입니다.
패스 수와 패스 길이는 사용 가능한 탱크 공간에 따라 결정됩니다. 탱크가 깊을수록 더 긴 패스와 더 적은 패스가 가능합니다. 얕은 탱크에는 더 짧은 패스와 더 많은 패스가 필요합니다.
| 합격 횟수 | 패스 길이 | 총 가열 길이 | 설치 면적(대략) | 표면적(63mm) |
|---|---|---|---|---|
| 4 | 1,000mm | 4,000mm | 1,000×250mm | 7,900cm² |
| 6 | 1,000mm | 6,000mm | 1,000×380mm | 11,900cm² |
| 8 | 1,000mm | 8,000mm | 1,000×500mm | 15,800cm² |
| 10 | 800mm | 8,000mm | 800×500mm | 15,800cm² |
| 12 | 700mm | 8,400mm | 700×500mm | 16,600cm² |
고-출력 저-와트-밀도 PTFE 히터를 위한 멀티{0}}패스 구성
흐름 및 간격 고려사항
패스가 많은 멀티{0}}패스 히터는 흐름 그림자의 위험을 야기합니다. 패스 사이의 유체가 정체되어 열 전달이 감소하고 핫스팟이 생성될 수 있습니다. 패스 간격은 패스 사이의 흐름을 허용하기에 충분해야 합니다.
일반적으로 중간 정도의 교반이 이루어지는 수욕조의 경우 패스 간 간격이 30~40mm이면 충분합니다. 점성이 있는 유체 또는 낮은{3}}유량 조건의 경우 40~50mm의 더 넓은 간격을 권장합니다. 간격은 히터의 설치 공간을 증가시키며, 이는 탱크 맞춤 시 고려해야 할 사항입니다.
| 패스 간격 | 패스 간 흐름 | 핫스팟 위험 | 8회 통과 공간 |
|---|---|---|---|
| 20mm | 가난한 | 높은 | 500×400mm |
| 30mm | 보통의 | 보통의 | 650×400mm |
| 40mm | 좋은 | 낮은 | 800×400mm |
| 50mm | 훌륭한 | 매우 낮음 | 950×400mm |
패스 간격과 흐름, 핫스팟 위험 및 설치 공간에 미치는 영향
전기적 구성
480V 3상-의 12kW 히터는 위상당 약 14.4A를 소비합니다. 이 요소는 단일 3상-부하 또는 병렬로 연결된 여러 단상-요소로 구성될 수 있습니다. 단자 인클로저는 도체와 연결부를 수용해야 합니다.
멀티-패스 히터의 경우 요소는 각각 자체 단자 쌍이 있는 여러 회로로 나누어지는 경우가 많습니다. 이를 통해 히터를 사용 가능한 공급 장치에 연결할 수 있으며 하나의 회로가 고장날 경우 일부 중복성을 제공합니다.
탱크가 필요한 표면적을 수용할 수 없는 경우
탱크가 0.9W/cm²에서 12kW에 필요한 표면적을 수용할 수 없는 경우 옵션은 와트수를 줄이거나 와트 밀도를 높이거나(더 짧은 서비스 수명 허용) 탱크 주위에 분산된 여러 히터를 사용하는 것입니다.
여러 개의 히터가 가장 좋은 솔루션인 경우가 많습니다. 각각 자체 멀티-패스 번들이 있는 2개의 6kW 히터를 반대쪽 벽이나 탱크의 서로 다른 모서리에 배치할 수 있습니다. 각 히터는 0.9W/cm²에서 작동하며 모두 합쳐 12kW를 제공합니다.
사용자 정의 구성이 유일한 옵션인 경우
0.9W/cm²에서 12kW를 사용하려면 표준 PTFE 침지 히터가 제공하는 것보다 더 많은 13,333cm²의 표면적이 필요합니다-. 8개 이상의 패스, 63mm 피복 직경 및 40mm 간격을 갖춘 맞춤형 PTFE 침지 히터 구성은 일반적인 3,000리터 탱크 내에서 필요한 표면적을 제공합니다. 사양 프로세스에는 탱크 크기, 수조 화학, 작동 온도, 흐름 조건 및 필요한 전력량이 필요합니다.
