Ένα εργοστάσιο φινιρίσματος μετάλλων χρειαζόταν έναν αντικαταστατικό θερμαντήρα εμβάπτισης από PTFE για μια δεξαμενή ανοδίωσης θειικού οξέος βάθους 700 mm. Η δεξαμενή είχε πλάτος 1.000 mm και μήκος 1.600 mm, με όγκο εργασίας περίπου 1.050 λίτρα. Ο υπάρχων θερμαντήρας ήταν μια τυπική ευθεία μονάδα που προεξείχε στη διαδρομή του τεμαχίου εργασίας και είχε αποτύχει μετά από 13 μήνες. Η ομάδα συντήρησης χρειαζόταν έναν θερμαντήρα που να ταιριάζει στο βαθύτερο δοχείο, να διατηρεί την πλήρη βύθιση και να παρέχει την απαιτούμενη ισχύ σε ασφαλή πυκνότητα watt.
Μια δεξαμενή βάθους 700 mm παρέχει περισσότερο χρησιμοποιήσιμο μήκος θερμαντήρα από μια ρηχή δεξαμενή, αλλά ο θερμαντήρας πρέπει να έχει μέγεθος ώστε να ταιριάζει στον διαθέσιμο χώρο και να διατηρεί την ασφαλή βύθιση στο ελάχιστο επίπεδο υγρού.
Ο περιορισμός βάθους βύθισης
Μια δεξαμενή βάθους 700 mm δεν παρέχει 700 mm χρησιμοποιήσιμου μήκους θερμαντήρα. Η στάθμη του υγρού πρέπει να είναι αρκετά υψηλή ώστε να καλύπτει τα τεμάχια εργασίας και ο θερμαντήρας πρέπει να παραμένει πλήρως βυθισμένος στο ελάχιστο επίπεδο υγρού. Στην πράξη, το χρησιμοποιήσιμο θερμαινόμενο μήκος σε μια δεξαμενή βάθους 700 mm είναι 450–550 mm, ανάλογα με το ύψος εξάλων και τη διακύμανση της στάθμης.
Ένας ευθύς θερμαντήρας με θερμαινόμενο μήκος 500 mm παρέχει θερμαινόμενο μήκος 500 mm. Για ισχύ 5 kW σε 1,0 W/cm², η απαιτούμενη επιφάνεια είναι 5.000 cm². Σε διάμετρο περιβλήματος 32 mm, η επιφάνεια είναι περίπου 100 cm² ανά 100 mm μήκους. Ένα θερμαινόμενο μήκος 500 mm παρέχει μόνο 500 cm²-πολύ λιγότερο από την απαίτηση. Απαιτείται μεγαλύτερη διάμετρος περιβλήματος ή διαμόρφωση πολλαπλών{16}}περασμάτων.
| Βάθος Δεξαμενής | Χρήσιμο θερμαινόμενο μήκος | Επιφάνεια σε Θήκη 32 mm | Επιφάνεια σε Θήκη 50 mm | Θερμαινόμενο μήκος Απαιτείται για 5.000 cm² |
|---|---|---|---|---|
| 500 χλστ | 300–350 mm | 300–350 cm² | 471–550 cm² | 1.429–1.667 χλστ |
| 600 χλστ | 350–450 mm | 350–450 cm² | 550–707 cm² | 1.111–1.429 χλστ |
| 700 χλστ | 450–550 χλστ | 450–550 cm² | 707–864 cm² | 909–1.111 χλστ |
| 800 χλστ | 550–650 χλστ | 550–650 cm² | 864–1.021 cm² | 769–909 χλστ |
Απαιτήσεις θερμαινόμενου μήκους και επιφάνειας για ισχύ 5 kW σε 1,0 W/cm²
Η λύση θερμαντήρα σχήματος L- ή U-
Ένας θερμαντήρας εμβάπτισης από PTFE σε σχήμα - ή U- λυγίζει το θερμαινόμενο στοιχείο για να χωρέσει μεγαλύτερη επιφάνεια σε μια βαθιά δεξαμενή. Ένας τυπικός θερμαντήρας σε σχήμα L-με κατακόρυφο τμήμα 500 mm και οριζόντιο τμήμα 600 mm παρέχει θερμαινόμενο μήκος 1.100 mm-περισσότερο από το διπλάσιο του μήκους ενός ευθύγραμμου θερμαντήρα στο ίδιο βάθος δεξαμενής.
Σε διάμετρο θήκης 50 mm, θερμαινόμενο μήκος 1.100 mm παρέχει περίπου 1.728 cm² επιφάνειας. Αυτό εξακολουθεί να είναι μικρότερο από τα 5.000 cm² που απαιτούνται για δασμό 5 kW σε 1,0 W/cm². Απαιτείται μια διαμόρφωση πολλαπλών{11}}περασμάτων.
| Διαμόρφωση θερμαντήρα | Θερμαινόμενο μήκος | Επιφάνεια στα 32 mm | Επιφάνεια στα 50 mm | Τοποθετείται σε δεξαμενή 700 mm |
|---|---|---|---|---|
| Ευθεία, 500 χλστ | 500 χλστ | 500 cm² | 785 cm² | Ναι, αλλά ανεπαρκής περιοχή |
| -σχήμα L, 500 + 600 mm | 1.100 χλστ | 1.100 cm² | 1.728 cm² | Ναί |
| Σχήμα U-, 500 + 400 + 500 mm | 1.400 χλστ | 1.400 cm² | 2.199 cm² | Ναί |
| Πολλαπλά-πάσα, 4 × 500 mm | 2.000 χλστ | 2.000 cm² | 3.142 cm² | Ναί |
| Πολλαπλές-πάσες, 7 × 500 mm | 3.500 χλστ | 3.500 cm² | 5.498 cm² | Σφιχτή εφαρμογή |
Διαμορφώσεις θερμαντήρα για δεξαμενή βάθους 700 mm
Τοποθέτηση του θερμαντήρα στη δεξαμενή
Ο θερμαντήρας πρέπει να ταιριάζει στον διαθέσιμο χώρο χωρίς να εμποδίζει τα τεμάχια εργασίας ή τη ροή. Σε μια δεξαμενή 1.000 × 1.600 mm, ο θερμαντήρας μπορεί να τοποθετηθεί κατά μήκος ενός τοίχου, αφήνοντας τον κεντρικό όγκο για τη σχάρα του τεμαχίου εργασίας. Κατά μήκος του τοίχου 1.600 mm προσαρμόζεται ένας θερμαντήρας πολλαπλών-πατάσεων με κάθετο τμήμα 500 mm και οριζόντιο τμήμα 600 mm.
Ο θερμαντήρας πρέπει να τοποθετηθεί έτσι ώστε το θερμαινόμενο τμήμα να είναι πλήρως βυθισμένο στο ελάχιστο επίπεδο υγρού. Μια δεξαμενή βάθους 700 mm με στάθμη υγρού 600 mm και ύψος εξάλων 100 mm παρέχει 500 mm χρησιμοποιήσιμο βάθος. Το θερμαινόμενο τμήμα του θερμαντήρα πρέπει να τοποθετείται στο κάτω 450 mm της δεξαμενής, με την κορυφή του θερμαινόμενου τμήματος τουλάχιστον 50 mm κάτω από την ελάχιστη στάθμη υγρού.
Ομοιομορφία ροής και θερμοκρασίας
Ένας θερμαντήρας πολλαπλών-πατάσεων σε μια βαθιά δεξαμενή μπορεί να δημιουργήσει σκίαση ροής εάν τα περάσματα είναι πολύ κοντά μεταξύ τους. Το υγρό μεταξύ των διόδων μπορεί να μείνει στάσιμο, μειώνοντας τη μεταφορά θερμότητας και δημιουργώντας καυτά σημεία. Η απόσταση μεταξύ των περασμάτων πρέπει να είναι τουλάχιστον 30–40 mm για να επιτρέπεται η ροή μεταξύ τους.
Εάν η δεξαμενή διαθέτει αντλία κυκλοφορίας, ο θερμαντήρας πρέπει να τοποθετηθεί έτσι ώστε η ροή να διέρχεται από τα κενά μεταξύ των διόδων. Εάν η δεξαμενή βασίζεται σε φυσική μεταφορά, ο θερμαντήρας θα πρέπει να τοποθετηθεί έτσι ώστε το ανερχόμενο θερμικό νέφος να μπορεί να διαφύγει χωρίς να παγιδευτεί.
| Διαστήματα περασμάτων | Ροή μεταξύ περασμάτων | Κίνδυνος Hot Spot | Προτεινόμενη Εφαρμογή |
|---|---|---|---|
| <20 mm | Φτωχός | Ψηλά | Δεν συνιστάται |
| 20–30 mm | Μέτριος | Μέτριος | Μόνο χαμηλή πυκνότητα watt |
| 30–40 mm | Καλός | Χαμηλός | Οι περισσότερες εφαρμογές |
| >40 χλστ | Εξοχος | Πολύ χαμηλά | Υψηλή πυκνότητα watt ή παχύρρευστα υγρά |
Η απόσταση περασμάτων και η επίδρασή της στη ροή και τον κίνδυνο καυτών σημείων
Όταν ένας τυπικός θερμαντήρας δεν μπορεί να τοποθετήσει τη δεξαμενή
Μια δεξαμενή βάθους 700 mm με απόδοση 5 kW σε 1,0 W/cm² απαιτεί θερμαντήρα πολλαπλών-πατάσεων που ενδέχεται να μην προσφέρουν οι τυπικές σειρές προϊόντων. Μια προσαρμοσμένη διαμόρφωση θερμαντήρα εμβάπτισης PTFE με σχεδιασμό πολλαπλών-περασμάτων, διάμετρο θήκης 50 mm και απόσταση διέλευσης 30–40 mm αντιμετωπίζει τη βασική αιτία του περιορισμού χώρου. Η διαδικασία προδιαγραφής απαιτεί τις διαστάσεις της δεξαμενής, το εύρος στάθμης υγρού, την απαιτούμενη ισχύ, τη χημεία του μπάνιου και τις συνθήκες ροής. Για εγκαταστάσεις με βαθιές δεξαμενές, αυτή η συγκεκριμένη προσέγγιση{11}}εφαρμογής παρέχει την απαιτούμενη επιφάνεια εντός του διαθέσιμου χώρου.
