Ένα χημικό λουτρό μπορεί να φαίνεται σταθερό κατά την κανονική παραγωγή ενώ η συγκέντρωσή του αλλάζει σταδιακά. Η εξάτμιση, η αναπλήρωση, η έλξη-, η χημική δοσολογία και η προσθήκη νερού μπορούν όλα να αλλάξουν τη σύνθεση του διαλύματος.
Για έναPTFE θερμαντήρας εμβάπτισης, αυτή η αλλαγή έχει σημασία επειδή η χημική συγκέντρωση επηρεάζει τη συμβατότητα του υλικού, τη συμπεριφορά μεταφοράς θερμότητας-, τις εναποθέσεις και το συνολικό θερμικό φορτίο. Ένας θερμαντήρας που επιλέγεται μόνο σύμφωνα με τον όγκο και την ισχύ της δεξαμενής ενδέχεται να έχει διαφορετική απόδοση μετά τις αλλαγές της χημείας του μπάνιου.
Η συγκέντρωση είναι πιο σημαντική από το pH μόνο
Το pH παρέχει χρήσιμες πληροφορίες, αλλά δεν περιγράφει πλήρως ένα χημικό περιβάλλον θέρμανσης.
Δύο διαλύματα με παρόμοιες τιμές pH μπορεί να περιέχουν διαφορετικά οξέα, άλατα, οξειδωτικά μέσα, μεταλλικά ιόντα ή πρόσθετα. Επομένως, η επίδρασή τους στα εκτεθειμένα εξαρτήματα του θερμαντήρα μπορεί να είναι διαφορετική.
Το PTFE χρησιμοποιείται ευρέως ως προστατευτικό υλικό στη διαβρωτική χημική θέρμανση λόγω της ευρείας χημικής του αντοχής. Ωστόσο, η πραγματική καταλληλότητα εξακολουθεί να εξαρτάται από τη συγκεκριμένη χημική σύνθεση και τη θερμοκρασία λειτουργίας.
Για επιλογή μηχανικής, η προδιαγραφή θα πρέπει να προσδιορίζει το χημικό είδος και την κατά προσέγγιση συγκέντρωση αντί να αναφέρει απλώς "όξινο λουτρό" ή "αλκαλικό διάλυμα".
Η συγκέντρωση μπορεί να αλλάξει το θερμικό φορτίο
Η χημική συγκέντρωση μπορεί επίσης να επηρεάσει τις φυσικές ιδιότητες του λουτρού.
Η πυκνότητα, το ιξώδες, η ειδική θερμοχωρητικότητα και η θερμική αγωγιμότητα μπορούν να αλλάξουν καθώς αλλάζει η συγκέντρωση. Αυτές οι ιδιότητες επηρεάζουν το πόσο γρήγορα κινείται η θερμότητα μέσα στο υγρό και πόση ενέργεια απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία του.
Για τη θέρμανση κατά παρτίδες, η βασική λογική-σχέση θέρμανσης μπορεί να εκφραστεί ως εξής:
Q=mcΔT
όπουmείναι υγρή μάζα,cείναι ειδική θερμοχωρητικότητα, καιΔTείναι η απαιτούμενη αύξηση της θερμοκρασίας.
Εάν η συγκέντρωση αλλάξει την πυκνότητα του διαλύματος ή τη θερμική χωρητικότητα, η πραγματική απαίτηση ενέργειας μπορεί να διαφέρει από έναν υπολογισμό που βασίζεται σε υποθέσεις-όπως το νερό.
Αυτό γίνεται ιδιαίτερα σημαντικό όταν ένα συμπυκνωμένο χημικό διάλυμα θερμαίνεται από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος σε μια ελεγχόμενη θερμοκρασία διεργασίας.
Γιατί το ιξώδες και η κυκλοφορία έχουν σημασία
Ορισμένα συμπυκνωμένα χημικά διαλύματα γίνονται πιο παχύρρευστα. Το υψηλότερο ιξώδες μπορεί να μειώσει τη φυσική μεταφορά και να αλλάξει την κίνηση του υγρού γύρω από τη θερμάστρα.
Αυτό δημιουργεί ένα πρόβλημα θερμικού-σχεδιασμού.
A PTFE θερμαντήρας εμβάπτισηςεξαρτάται από το περιβάλλον υγρό για την απομάκρυνση της θερμότητας από την επιφάνεια θέρμανσης. Εάν η κυκλοφορία γίνει πιο αδύναμη, η τοπική θερμοκρασία γύρω από τη θερμάστρα μπορεί να αυξηθεί ακόμα και όταν ο αισθητήρας θερμοκρασίας μπάνιου υποδεικνύει μια αποδεκτή μέση θερμοκρασία.
Ένα απλοποιημένο μοντέλο μεταφοράς θερμότητας-είναι:
Ε=hAΔT
Όταν η πραγματική κυκλοφορία μειώνεται, ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας-hμπορεί επίσης να μειωθεί. Η διατήρηση της ίδιας ισχύος θέρμανσης μπορεί στη συνέχεια να απαιτεί μεγαλύτερη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ της επιφάνειας θέρμανσης και του υγρού όγκου.
Αυτός είναι ένας λόγος για τον οποίο η επιφάνεια του θερμαντήρα και η κατανομή ισχύος πρέπει να λαμβάνονται υπόψη παράλληλα με τη συγκέντρωση χημικών.
Η συγκέντρωση μπορεί να προωθήσει τις καταθέσεις
Ορισμένα λουτρά συμπυκνωμένης διεργασίας είναι πιο επιρρεπή σε κρυστάλλωση ή εναποθέσεις όταν οι τοπικές θερμοκρασίες γίνονται υψηλότερες από τη θερμοκρασία του χύδην διαλύματος.
Οι εναποθέσεις στην επιφάνεια θέρμανσης μπορούν να δημιουργήσουν ένα επιπλέον στρώμα θερμικής αντίστασης. Με την πάροδο του χρόνου, ο θερμαντήρας μπορεί να χρειαστεί μεγαλύτερη διαφορά θερμοκρασίας για να παρέχει την ίδια ποσότητα θερμότητας στο υγρό.
Ένα απλοποιημένο μοντέλο θερμικής-αντίστασης μπορεί να αναπαρασταθεί ως:
Q=ΔT/Rtotal
όπουRtotalαντιπροσωπεύει τη συνδυασμένη θερμική αντίσταση μέσω των σχετικών στρωμάτων.
Η πρακτική συνέπεια είναι σημαντική: η αύξηση της ισχύος του θερμαντήρα δεν είναι πάντα η σωστή απόκριση στην αργή θέρμανση. Σε ένα-λουτρό με επιρρεπή εναπόθεση, μπορεί να είναι πιο κατάλληλες οι διαδικασίες βελτίωσης της κατανομής, κυκλοφορίας και καθαρισμού της περιοχής θέρμανσης-.
Παράδειγμα προδιαγραφών βάσει συγκέντρωσης-
Εξετάστε μια δεξαμενή χημικών που λειτουργεί υπό τις ακόλουθες επεξηγηματικές συνθήκες:
| Παράμετρος | Παράδειγμα συνθήκης | Σχεδιαστική σημασία |
|---|---|---|
| Χημική συγκέντρωση | 25 wt% | Καθορίζει το περιβάλλον της διαδικασίας |
| Θερμοκρασία μπάνιου | 60 μοίρες | Καθορίζει τη θερμική κατάσταση λειτουργίας |
| Όγκος δεξαμενής | 800 L | Καθορίζει κατά προσέγγιση υγρή μάζα |
| Ισχύς θέρμανσης | 12 kW | Καθορίζει το ρυθμό θέρμανσης |
| Κυκλοφορία | Μέτρια μηχανική ανάδευση | Υποστηρίζει την απομάκρυνση θερμότητας από την επιφάνεια του θερμαντήρα |
| Ελάχιστη στάθμη υγρού | 70% του ύψους της δεξαμενής | Καθορίζει το εύρος ασφαλούς ενεργού βύθισης |
| Κύκλος λειτουργίας | 16 ώρες/ημέρα | Επηρεάζει τις απαιτήσεις θερμικού κύκλου και σέρβις |
Τα παραπάνω σχήματα είναι ενδεικτικά και όχι καθολικά όρια λειτουργίας. Το πραγματικό μέγεθος του θερμαντήρα απαιτεί τις χημικές ιδιότητες και τις συνθήκες{1}}απώλειας θερμότητας της συγκεκριμένης διαδικασίας.
Μεταβολές συγκέντρωσης κατά την παραγωγή
Μια στατική χημική προδιαγραφή μπορεί να μην αντιπροσωπεύει ολόκληρο τον κύκλο παραγωγής.
Για παράδειγμα, η εξάτμιση μπορεί να αυξήσει τη συγκέντρωση ενώ η αναπλήρωση νερού μπορεί να τη μειώσει. Το drag-μπορεί να αφαιρέσει τόσο υγρά όσο και διαλυμένα χημικά. Η αυτόματη δοσολογία μπορεί να δημιουργήσει προσωρινές διαβαθμίσεις συγκέντρωσης πριν από την πλήρη ανάμειξη.
Για το λόγο αυτό, ο σχεδιασμός του θερμαντήρα θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη τοκανονικό εύρος συγκέντρωσης λειτουργίας, όχι μόνο μία εργαστηριακή μέτρηση.
Εάν η συγκέντρωση ποικίλλει σημαντικά, ο έλεγχος θερμοκρασίας και η κυκλοφορία θα πρέπει να αξιολογούνται σε όλο το αναμενόμενο παράθυρο λειτουργίας.
Τι πρέπει να περιλαμβάνουν οι προδιαγραφές προμήθειας
Μια χρήσιμη προδιαγραφή αγοράς για έναν θερμαντήρα εμβάπτισης PTFE θα πρέπει να προσδιορίζει:
Χημική ονομασία και εύρος συγκέντρωσης
Ελάχιστη και μέγιστη θερμοκρασία μπάνιου
Απαιτούμενη ισχύς θέρμανσης
Διαστάσεις δεξαμενής και όγκος υγρού
Κανονική και ελάχιστη στάθμη υγρού
Συνθήκες κυκλοφορίας ή ανάδευσης
Αναμενόμενες εναποθέσεις ή αιωρούμενα στερεά
Ώρες λειτουργίας και κύκλος παραγωγής
Διαθέσιμη τάση και ηλεκτρική διαμόρφωση
Απαιτούμενες διαστάσεις θερμαντήρα και διάταξη τοποθέτησης
Αυτές οι λεπτομέρειες επιτρέπουν την αξιολόγηση της συμβατότητας υλικού και της θερμικής απόδοσης μαζί.
Επομένως, η συγκέντρωση χημικών θα πρέπει να αντιμετωπίζεται ως παράμετρος επιλογής θερμαντήρα πυρήνα-και όχι ως δευτερεύουσα λεπτομέρεια διαδικασίας. Για διαβρωτική επιμετάλλωση και δεξαμενές χημικής-επεξεργασίας, ένα αξιόπιστοPTFE θερμαντήρας εμβάπτισηςΟ σχεδιασμός εξαρτάται από την αντιστοίχιση της κατασκευής PTFE, της επιφάνειας θέρμανσης, της κατανομής ισχύος, του βάθους βύθισης και των χειριστηρίων λειτουργίας με το πραγματικό εύρος συγκέντρωσης.
Όταν η χημεία είναι ασυνήθιστα συγκεντρωμένη, μεταβλητή ή συνδυάζεται με περιορισμένη κυκλοφορία, μια προσαρμοσμένη προδιαγραφή θερμαντήρα μπορεί να παρέχει μια πιο κατάλληλη τεχνικά βάση για την επιλογή εξοπλισμού και την προσφορά.
