Metalo apdailos gamyklos reikėjo pakeisti PTFE panardinamojo šildytuvo dydį 2 000 - litrų chromo rūgšties anodavimo bakui. Vonia veikė 55 laipsnių temperatūroje, o nuo 20 laipsnių gamyklą reikėjo įkaitinti keturias valandas. Esamas šildytuvas buvo per mažo dydžio, o bakas niekada nepasiekė nustatytos vertės didžiausios gamybos metu. Prieš užsakydama pakeitimą, techninės priežiūros komanda turėjo apskaičiuoti tinkamą galią.
Norint nustatyti chromo rūgšties bako PTFE panardinamojo šildytuvo dydį, reikia atlikti tris skaičiavimus: įkaitimo -apkrovą, priežiūros apkrovą ir paviršiaus plotą, reikalingą saugiam vatų tankiui. Kiekvienas skaičiavimas priklauso nuo vonios chemijos, rezervuaro matmenų ir eksploatavimo sąlygų.
1 veiksmas: apskaičiuokite šildymo{1}}apkrovą
Įkaitimo -apkrova yra energija, reikalinga voniai pakelti nuo aplinkos iki nustatytos vertės per norimą laiką. Formulė yra tokia: kW=(litrai × ΔT × Cp × tankis) / (3600 × valandos).
2000 -litrų chromo rūgšties voniai, kurios tankis 1150 kg/m³ ir savitoji šiluma 3,75 kJ/kg·K, pašildyti nuo 20 laipsnių iki 55 laipsnių per keturias valandas reikia maždaug 23 kW. Pridėjus 20% nuostolių šildymo metu, gaunama 28 kW.
| Bako tūris | Temperatūros kilimas | Įkaitimo{0}}laikas | Įkaitinkite{0}}apkrovą | Su 20% nuostolių marža |
|---|---|---|---|---|
| 1,000 L | 35 laipsnių | 4 valandas | 11,5 kW | 14 kW |
| 1,500 L | 35 laipsnių | 4 valandas | 17,2 kW | 21 kW |
| 2,000 L | 35 laipsnių | 4 valandas | 23,0 kW | 28 kW |
| 2,500 L | 35 laipsnių | 4 valandas | 28,7 kW | 34 kW |
| 3,000 L | 35 laipsnių | 4 valandas | 34,5 kW | 41 kW |
Įkaitinimo apkrova-chromo rūgšties vonioms esant 1 150 kg/m³ ir 3,75 kJ/kg·K
2 veiksmas: Apskaičiuokite techninės priežiūros apkrovą
Techninės priežiūros apkrova – tai energija, reikalinga nustatinei vertei palaikyti nuo nuolatinių nuostolių. 2000 litrų talpos bakui esant 55 laipsnių kampu, sienelės nuostoliai yra 1,5–2,5 kW, paviršiaus nuostoliai – 0,8–1,5 kW, o gamybos apkrova – 1–3 kW. Bendra priežiūros apkrova 3,3–7,0 kW.
Šildytuvo dydis turi būti pritaikytas didesniam iš šildymo-ar priežiūros apkrovų. Šio bako šildymo-apkrova yra didesnė – 28 kW.
3 veiksmas: apskaičiuokite reikiamą paviršiaus plotą
Paviršiaus plotas priklauso nuo chromo rūgšties galios ir saugaus vatų tankio. PTFE panardinamojo šildytuvo chromo rūgštyje 55 laipsnių temperatūroje saugus vatų tankis yra 1,0–1,2 W/cm².
28 kW galiai esant 1,0 W/cm², reikalingas paviršiaus plotas yra 28 000 cm². Vienam tiesiam šildytuvui, kurio apvalkalo skersmuo 50 mm, reikia 17 834 mm šildomo ilgio-daug ilgesnio nei bet kurio įprasto bako. Reikia kelių{10}}praėjimų konfigūracijos arba kelių šildytuvų.
| Galingumas | Saugus vatų tankis | Reikalingas paviršiaus plotas | Šildomas ilgis ties 50 mm Apvalkalas | Kelių{0}}passų konfigūracija |
|---|---|---|---|---|
| 15 kW | 1,0 W/cm² | 15 000 cm² | 9 554 mm | 6 praėjimai × 1 592 mm |
| 20 kW | 1,0 W/cm² | 20 000 cm² | 12 739 mm | 8 praėjimai × 1 592 mm |
| 25 kW | 1,0 W/cm² | 25 000 cm² | 15 924 mm | 10 praėjimų × 1592 mm |
| 28 kW | 1,0 W/cm² | 28 000 cm² | 17 834 mm | 12 praėjimų × 1 486 mm |
| 30 kW | 1,0 W/cm² | 30 000 cm² | 19 108 mm | 12 praėjimų × 1592 mm |
Paviršiaus ploto ir kelių{0}}praėjimų konfigūracijos reikalavimai chromo rūgščiai esant 1,0 W/cm²
4 veiksmas: patikrinkite panardinimo gylį ir bako tinkamumą
Šildytuvas turi tilpti į baką ir likti visiškai panardintas iki minimalaus skysčio lygio. 2 000 - litrų talpos bako, kurio matmenys 1 500 × 1 200 × 1 100 mm, tinkamas šildomas ilgis yra maždaug 800–900 mm. Daugiatakis šildytuvas su 12 praėjimų po 1 486 mm netelpa į vieną baką.
Praktinis sprendimas yra naudoti kelis šildytuvus, paskirstytus aplink bako perimetrą. Trys šildytuvai, kurių kiekvienas turi 10 kW, esant 1,0 W/cm², iš viso suteikia 30 kW. Kiekvienas šildytuvas turi kelių{5}}praėjimų konfigūraciją, atitinkančią turimą erdvę.
5 veiksmas: patikrinkite vatų tankį ir paviršiaus temperatūrą
Vatų tankis apskaičiuojamas pagal bendrą galią ir bendrą paviršiaus plotą. 28 kW ir 28 000 cm² vatų tankis yra 1,0 W/cm². Esant 1,0 W/cm² 55 laipsnių chromo rūgšties vonioje, paviršiaus temperatūra yra maždaug 75–80 laipsnių. Tai yra saugiame PTFE diapazone.
Jei apskaičiuota paviršiaus temperatūra viršija 85 laipsnius, reikia sumažinti vatų tankį ir padidinti paviršiaus plotą.
Kai standartiniai šildytuvai negali atitikti galios ir paviršiaus reikalavimo
Didelėse chromo rūgšties talpyklose su didele įkaitimo{0}}apkrova dažnai negalima sutalpinti standartinių PTFE panardinamųjų šildytuvų esant mažam vatų tankiui, kurio reikalauja chemija. Pasirinktinė PTFE panardinamojo šildytuvo konfigūracija su keliais šildytuvais, dideliu paviršiaus plotu ir mažu vatų tankiu pašalina pagrindinę galios ir paviršiaus ploto neatitikimo priežastį. Specifikacijos procesas reikalauja bako tūrio, vonios cheminės sudėties, darbinės temperatūros, tikslinio įkaitimo-laiko ir reikalingos galios. Įrenginiams, kuriuose yra didelės chromo rūgšties talpyklos, šis -specialus metodas užtikrina, kad šildytuvas tiekia reikiamą galią esant saugiai paviršiaus temperatūrai.
