화학물질 탱크는 충분한 히터 전력을 갖고 있으면서도 균일한 공정 온도에 도달하는 데 여전히 어려움을 겪을 수 있습니다. 일반적인 이유는 주변의 액체 순환이 불충분하기 때문입니다.PTFE 침지 히터.
가열된 액체가 탱크를 통해 이동하지 않고 히터 표면 가까이에 남아 있으면 온도 구배가 발생합니다. 컨트롤러는 프로세스 탱크의 다른 곳에 더 추운 지역이 남아 있는 동안 목표 온도를 보고할 수 있습니다.
따라서 화학 장비의 경우 히터 선택 및 액체 이동은 하나의 열-설계 문제로 처리되어야 합니다.
열은 히터에서 멀리 이동해야 합니다.
침지형 히터는 활성 표면에서 전기 에너지를 열 에너지로 변환합니다. 그러면 주변 액체가 그 열을 멀리 운반해야 합니다.
단순화된 열{0}전달 관계는 다음과 같습니다.
Q=hAΔT
어디Q열이 전달되고,h유효 열전달 계수는-A는 가열 표면적이며,ΔT가열 표면과 주변 액체 사이의 온도 차이입니다.
액체 순환에 영향을 미침h. 히터 주변의 흐름이 약하면 열경계층이 두꺼워져 열 전달 효과가 떨어질 수 있습니다.
히터는 여전히 예상 전력을 소비할 수 있지만 탱크 내부의 온도 분포는 고르지 않을 수 있습니다.
자연 대류가 항상 충분하지는 않습니다
히터 근처의 액체가 따뜻해지면 밀도가 변하고 자연 대류가 시작될 수 있습니다. 이는 펌프 없이 순환을 생성할 수 있습니다.
그러나 자연 대류의 효율성은 유체 특성, 온도 차이, 탱크 형상, 히터 방향 및 점도에 따라 달라집니다.
깊은 탱크에 있는 저점도-액체는 상대적으로 쉽게 순환할 수 있습니다. 농축되거나 점성이 있는 화학 용액은 다르게 작용할 수 있습니다.
이것이 바로 하나의 화학조에서 잘 작동하는 히터가 유체 특성이 다른 다른 화학조에서 동일한 온도 균일성을 자동으로 제공할 것으로 기대할 수 없는 이유입니다.
기계적 순환은 열 환경을 변화시킵니다.
펌프, 교반기 및 공정 흐름은 가열 표면 주위의 액체 이동을 크게 증가시킬 수 있습니다.
중요한 고려 사항은 단순히 공칭 펌프 유량이 아닙니다. 히터 주변의 흐름 방향과 국부 속도도 중요합니다.
예를 들어, 복귀 라인은 탱크의 한 쪽 근처에서 강한 순환을 생성하고 반대쪽은 상대적으로 정체되도록 할 수 있습니다.
마찬가지로, 강한 배출 기류 바로 앞에 설치된 히터는 낮은 흐름 모서리에 위치한 다른 히터와 매우 다른-열 전달 조건을 경험할 수 있습니다.-
따라서 히터 위치는 순환 패턴과 함께 평가되어야 합니다.
히터 위치가 순환에 영향을 미칠 수 있음
A PTFE 침지 히터탱크 벽에 너무 가깝게 설치하면 가열 표면 일부 주변의 액체 이동이 제한될 수 있습니다.
내부 파이프와 구조 구성요소도 유사한 데드존을 생성할 수 있습니다.
소형 탱크의 경우 몇 가지 치수를 검토해야 합니다.
히터-와-벽 사이의 여유 공간
히터-에서-하단 여유 공간
내부배관으로부터의 거리
순환출구와의 거리
공작물 로딩 영역으로부터의 거리
활성 가열 섹션의 방향
목표는 불필요한 흐름 제한을 만들지 않고 활성 표면 주위에 적절한 액체 교환을 유지하는 것입니다.
난방 면적과 순환이 함께 작동
예시적인 12kW 난방 요구 사항을 고려하십시오.
| 난방 장치 | 힘 | 활성 영역 | 평균 열유속 | 순환상태 |
|---|---|---|---|---|
| 컴팩트 존 | 12kW | 0.60 m² | 20kW/m² | 약한 |
| 분산 영역 | 12kW | 1.20 m² | 10kW/m² | 보통의 |
| 분산 영역 | 12kW | 1.20 m² | 10kW/m² | 강한 |
평균 열유속은 다음과 같이 계산됩니다.
q = P/A
이 수치는 일반적인 작동 한계가 아니라 설명을 위한 것입니다.
비교를 통해 전력만으로는 열 성능을 설명할 수 없는 이유를 알 수 있습니다. 동일한 12kW라도 가열 면적과 액체 이동에 따라 다른 작동 조건을 생성할 수 있습니다.
혈액 순환이 좋지 않으면 온도 제어가 왜곡될 수 있습니다.
온도 센서가 탱크의 잘 혼합된 부분에 위치하고-히터가 저유량 영역에 있다고 가정해 보겠습니다.-
센서가 목표 온도에 천천히 도달하여 컨트롤러가 더 오랫동안 가열을 유지할 수 있습니다. 한편, 히터 바로 주변의 액체는 측정된 벌크 온도보다 훨씬 더 뜨거워질 수 있습니다.
센서가 강한 순환 경로에 가까이 위치하고 다른 영역이 잘 혼합되지 않은 경우에도 반대 상황이 발생할 수 있습니다.
여러 지점의 온도 매핑은 시운전 중에 이러한 조건을 식별하는 데 도움이 됩니다.
점도는 순환을 더욱 중요하게 만듭니다
화학물질 농도는 점도에 영향을 줄 수 있습니다. 점도가 증가하면 유체 이동이 더 어려워지고 자연 대류가 약해질 수 있습니다.
이는 특히 상당한 가열 전력이 필요할 때 기계적 순환의 중요성을 증가시킬 수 있습니다.
따라서 점도가 높은 공정은 실제 유체 특성을 확인하지 않고 물-과 같은 순환 가정을 사용하여 크기를 결정해서는 안 됩니다.
열설계에서는 밀도, 점도, 비열용량, 작동온도, 순환방식 등을 함께 고려해야 한다.
선택 중 순환을 평가하는 방법
장비 사양에는 몇 가지 실용적인 질문이 포함될 수 있습니다.
정상적인 공정 유량은 얼마입니까?
액체가 탱크에 들어오고 나가는 곳은 어디입니까?
기계적 교반이 가능한가요?
탱크의 어느 부분에서 순환이 약합니까?
히터는 어디에 설치되나요?
온도는 어디에서 측정되나요?
온도나 농도에 따라 점도가 크게 변합니까?
이러한 세부 사항은 하나의 분산 가열 구역 또는 여러 개의 작은 구역이 더 적합한지 결정하는 데 도움이 됩니다.
전력을 늘리기 전에 순환을 고려해야 합니다.
탱크의 온도 균일성이 좋지 않은 경우 단순히 히터 전력량을 늘리면 근본적인 순환 문제를 해결하지 못한 채 국부적인 열 부하가 증가할 수 있습니다.
더 나은 접근 방식은 가열 표면적, 히터 위치, 흐름 방향, 온도{0}}센서 위치 및 유체 특성을 함께 검사하는 것입니다.
에 대한PTFE 침지 히터, 효율적인 열 전달은 전기 입력 이상의 것에 달려 있습니다. 적절한 액체 이동은 PTFE 표면의 열을 공정 부피로 전달하는 데 도움이 되며 보다 일관된 수조 온도를 지원합니다.
순환이 제한적이고 탱크 형상이 불규칙하거나 화학 용액의 점도가 높은 경우 실제 흐름 패턴, 활성 가열 영역, 침수 깊이 및 필요한 공정 온도를 중심으로 맞춤형 히터 배열을 개발할 수 있습니다.
