Chemijos gamykla sumontavo keturias dengtas kaitinimo plokštes į 2 000 - litrų marinavimo baką, kad būtų užtikrinta 16 kW šildymo galia. Plokštės buvo montuojamos ant dviejų priešingų sienų, po dvi plokštes kiekvienoje sienoje. Kiekvienos sienos plokštės buvo išdėstytos 60 mm atstumu. Per šešis mėnesius vidinės plokštės{8}}, esančios viena prieš kitą per tarpą, išilgai kraštų apėmė pūsles, o išorinės plokštės išliko geros būklės. Tarpas tarp plokščių buvo per siauras tinkamam srautui.
Atstumas tarp plokščių yra kritinis projektinis parametras, kai tame pačiame bakelyje sumontuotos kelios šildymo plokštės. Atstumas lemia, ar skystis gali laisvai tekėti tarp plokščių, ar tarpas tampa nejudančia zona, kurioje kaupiasi šiluma ir plokštės perkaista.
Kodėl svarbu tarpai tarp skydelių
Kiekviena šildymo plokštė sukuria šiluminį srautą, kuris kyla išilgai jos paviršiaus. Kai dvi plokštės yra sumontuotos arti viena kitos, 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 plokščių 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 plokščių paviršiuose 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.
| Skydelių atstumas | Srautas tarp plokščių | 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 |
Skydelių atstumas ir jo įtaka srautui ir karštųjų taškų rizikai
Dūmtraukio efektas
Kai dvi šildomos plokštės susiduria viena su kita, 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 esančios plokštės įkaista labiau.
Skirtingų plokščių konfigūracijų tarpų gairės
Rekomenduojamas atstumas priklauso nuo plokštės orientacijos, vatų tankio ir skysčio savybių.
Vertikalioms plokštėms, esančioms viena prieš 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 plokščių paviršių, o ne tarp tvirtinimo kronšteinų.
Plokštėms, sumontuotoms ant tos pačios sienos, viena šalia kitos, atstumas gali būti mažesnis, nes plokštės nėra nukreiptos viena į kitą. Pakanka 30–40 mm tarpo, kad būtų išvengta šiluminių trukdžių tarp gretimų tos pačios sienos plokščių.
Vertikaliai sukrautų horizontalių plokščių atstumas turi būti ne mažesnis kaip 100 mm, kad šiluminis srautas iš apatinės plokštės galėtų išeiti, o viršutinės plokštės neįstrigtų.
| Plokštės konfigūracija | Rekomenduojamas tarpas | Minimalus tarpas | Pastabos |
|---|---|---|---|
| Vertikalus, vienas prieš kitą, žemas WD | 50–80 mm | 40 mm | Išmatuokite tarp paviršių |
| 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 | Plokštės nėra nukreiptos viena į kitą |
| Horizontaliai, sukrauti | 100–150 mm | 80 mm | Plume turi pabėgti |
| Vertikalus, statmenas | 40–60 mm | 30 mm | Plunksnos sąveikauja mažiau |
Kelių šildymo plokščių konfigūracijų atstumo gairės
Tarpų įtaka temperatūros vienodumui
Atstumas tarp plokščių turi įtakos ne tik plokštės paviršiaus temperatūrai, bet ir temperatūros vienodumui bake. Per arti išdėstytos plokštės sukuria vietinę karštą zoną tarp jų. Skystis toje zonoje yra karštesnis už didžiąją dalį, o ruošiniai, einantys per tą zoną, gali būti per-įkaitinti.
Plačiai išdėstytos plokštės tolygiau paskirsto šilumą. Kiekvienos plokštelės stulpeliai kyla savarankiškai 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 |
Atstumas tarp plokščių ir jo įtaka temperatūros vienodumui ir ruošinio kokybei
Kai negalima padidinti tarpų
Jei bakas negali priimti didesnio atstumo tarp plokščių, galima sumažinti plokščių skaičių, sumažinti vatų tankį arba naudoti kitą plokščių konfigūraciją. Viena didelė plokštė su dideliu paviršiaus plotu gali būti geresnė nei kelios glaudžiai išdėstytos plokštės.
Pasirinktinė šildymo plokštės konfigūracija su rezervuarui ir procesui optimizuotu tarpu pašalina pagrindinę srauto apribojimo tarp plokščių priežastį. Specifikacijos procese reikalingi bako matmenys, plokščių skaičius, plokštės orientacija, vatų tankis ir reikalinga galia. Įrenginiams, kuriuose viename rezervuare yra kelios plokštės, šis taikymas{2}}specifinis metodas pagerina srautą tarp plokščių ir pailgina plokščių tarnavimo laiką.
