Chemijos gamykla įrengė keturis panardinamus PTFE šildytuvus į 2 000 - litrų marinavimo baką, kad būtų užtikrinta 16 kW šildymo galia. Šildytuvai buvo montuojami ant dviejų priešingų sienų, po du šildytuvus kiekvienoje sienoje. Kiekvienos sienos šildytuvai buvo išdėstyti 60 mm atstumu. Per šešis mėnesius vidiniai šildytuvai,{8}}atsisukę vienas į kitą per tarpą, išilgai kraštų matė pūsles PTFE, o išoriniai šildytuvai išliko geros būklės. Tarpas tarp šildytuvų buvo per siauras, kad būtų užtikrintas tinkamas srautas.
Atstumas tarp elementų yra esminis konstrukcijos parametras, kai tame pačiame rezervuare sumontuoti keli PTFE panardinami šildytuvai. Atstumas lemia, ar skystis gali laisvai tekėti tarp šildytuvų, ar tarpas tampa nejudančia zona, kurioje kaupiasi šiluma ir šildytuvai perkaista.
Kodėl svarbu tarpai tarp elementų
Kiekvienas panardinamasis PTFE šildytuvas sukuria šiluminį srautą, kuris kyla išilgai jo apvalkalo. Kai du šildytuvai yra sumontuoti arti vienas kito, jų plunksnos sąveikauja. Jei tarpas yra pakankamai platus, stulpeliai kyla savarankiškai, traukdami vėsų skystį iš apačios ir palaikydami srautą išilgai abiejų paviršių. Jei tarpas per siauras, plunksnos susilieja ir srautas tarp šildytuvų tampa ribotas.
Siaurame tarpelyje skystis kaitinamas iš abiejų pusių. Jis pakyla greičiau nei skystis ant išorinių paviršių. Tarpas tampa kaminu su stipria aukštyn srove, tačiau srautas prie apvalkalo paviršių gali būti netolygus. Apatinė tarpo dalis gali būti netekusi srauto, o viršutinė dalis turi didelį greitį. Dėl netolygaus srauto apatinėse susiduriančių paviršių dalyse susidaro karštos vietos.
| Šildytuvo atstumas | Srautas tarp šildytuvų | Dūmtraukio efektas | Karšto taško rizika | Rekomenduojama taikymas |
|---|---|---|---|---|
| <30 mm | Vargšas | Stiprus | Labai aukštas | Nerekomenduojama |
| 30-50 mm | Vidutinis | Vidutinis | Aukštas | Tik mažas vatų tankis |
| 50–80 mm | Gerai | Vidutinis | Žemas | Dauguma programų |
| 80–120 mm | Puikiai | Silpnas | Labai žemas | Didelis vatų tankis |
| >120 mm | Puikiai | Nėra | Labai žemas | Didelės talpos |
Šildytuvo atstumas ir jo poveikis srautui bei karštųjų taškų rizikai
Dūmtraukio efektas
Kai du šildomi apvalkalai susiduria vienas su kitu, tarpas tarp jų veikia kaip kaminas. Skystis tarpelyje pašildomas iš abiejų pusių, tampa mažiau tankus ir kyla aukštyn. Aušintuvas įleidžiamas iš apačios. Dūmtraukio efektas gali būti naudingas, jei tarpas yra pakankamai platus, kad būtų galima sklandžiai tekėti, tačiau jis gali būti žalingas, jei tarpas yra per siauras.
Siaurame tarpelyje kamino efektas stiprus, bet srautas netolygus. Skystis greitėja kylant, o slėgio kritimas tarpo apačioje riboja vėsaus skysčio patekimą. Apatinė tarpo dalis gauna mažiau srauto, o ten esantys šildytuvai veikia karštiau.
Skirtingų šildytuvų konfigūracijų tarpų gairės
Rekomenduojamas atstumas priklauso nuo šildytuvo orientacijos, vatų tankio ir skysčio savybių.
Vertikaliems šildytuvams, kurie yra vienas priešais kitą, rekomenduojamas mažiausiai 50 mm atstumas esant mažam vatų tankiui (0,8–1,0 W/cm²), o didesniam vatų tankiui – 80 mm (1,2–1,5 W/cm²). Atstumas turi būti matuojamas tarp apvalkalo paviršių, o ne tarp tvirtinimo kronšteinų.
Šildytuvams, sumontuotiems ant tos pačios sienos, vienas šalia kito, atstumas gali būti mažesnis, nes šildytuvai nėra nukreipti vienas į kitą. Pakanka 30–40 mm tarpo, kad būtų išvengta šiluminių trukdžių tarp gretimų tos pačios sienos šildytuvų.
Vertikaliai sukrautų horizontalių šildytuvų atstumas turi būti ne mažesnis kaip 100 mm, kad šiluminis srautas iš apatinio šildytuvo galėtų išeiti, o viršutinis šildytuvas neįstrigtų.
| Šildytuvo konfigūracija | Rekomenduojamas tarpas | Minimalus tarpas | Pastabos |
|---|---|---|---|
| Vertikalus, vienas prieš kitą, žemas WD | 50–80 mm | 40 mm | Išmatuokite tarp apvalkalų |
| Vertikalus, vienas prieš kitą, aukštas WD | 80–120 mm | 60 mm | Didesniam WD reikia daugiau vietos |
| Vertikalus, vienas šalia kito, ta pati siena | 30-50 mm | 25 mm | Šildytuvai nėra nukreipti vienas į kitą |
| Horizontaliai, sukrauti | 100–150 mm | 80 mm | Plume turi pabėgti |
| Vertikalus, statmenas | 40–60 mm | 30 mm | Plunksnos mažiau sąveikauja |
Kelių PTFE panardinamųjų šildytuvų konfigūracijų atstumo gairės
Tarpų įtaka temperatūros vienodumui
Atstumas tarp elementų turi įtakos ne tik apvalkalo paviršiaus temperatūrai, bet ir temperatūros vienodumui bake. Per arti išdėstyti šildytuvai sukuria vietinę karštą zoną tarp jų. Skystis toje zonoje yra karštesnis už didžiąją dalį, o per tą zoną einantys ruošiniai gali būti per-įkaitinti.
Plačiai išdėstyti šildytuvai tolygiau paskirsto šilumą. Kiekvieno šildytuvo srautai kyla nepriklausomai ir susimaišo su biriu skysčiu. Temperatūra visame bake yra vienodesnė.
| Tarpai | Vietinė karštoji zona | Tūrinės temperatūros vienodumas | Ruošinio kokybės poveikis |
|---|---|---|---|
| <30 mm | Stiprus | Prastas (±3–5 laipsniai) | Matoma variacija |
| 30-50 mm | Vidutinis | Vidutinis (±2–3 laipsniai) | Nedidelė variacija |
| 50–80 mm | Silpnas | Geras (±1–2 laipsniai) | Nereikšmingas |
| >80 mm | Nėra | Puikus (±0,5–1 laipsnis) | Nėra |
Elementų atstumas ir jo įtaka temperatūros vienodumui ir ruošinio kokybei
Kai negalima padidinti tarpų
Jei bakas negali talpinti didesnio atstumo tarp šildytuvų, galima sumažinti šildytuvų skaičių, sumažinti vatų tankį arba naudoti kitą šildytuvo konfigūraciją. Vienas didelis šildytuvas su dideliu paviršiaus plotu gali būti geresnis nei keli glaudžiai išdėstyti šildytuvai.
Individualizuota PTFE panardinamojo šildytuvo konfigūracija su rezervuarui ir procesui optimizuotu tarpu pašalina pagrindinę srauto apribojimo tarp šildytuvų priežastį. Specifikacijos procesas reikalauja bako matmenų, šildytuvo skaičiaus, šildytuvo orientacijos, vatų tankio ir reikalingos galios. Įrenginiams, kuriuose viename bake yra keli šildytuvai, šis -programos metodas pagerina srautą tarp šildytuvų ir pailgina šildytuvo tarnavimo laiką.
