Ritės -į -ritę dengimo linija, naudojanti nenutrūkstamą vario ir nikelio nusodinimą ant lanksčių grandinių, pranešė apie nenuoseklų nuosėdų storį išilgai juostos pločio. Išoriniai juostos kraštai parodė mažesnį dengimo greitį nei centre. Vonios kontrolinė vertė valdiklio ekrane buvo 55 laipsniai, tačiau rankinio termoelemento rodmenys, paimti penkiuose bako taškuose, rodė 9 laipsnių pasiskirstymą. PTFE panardinamasis šildytuvas tiekė visą vardinę galią ir buvo naudojamas tik vienuolika mėnesių.
Ritės -į-ritę padengimas yra šildymo iššūkis, kurio neveikia partijų bakai. Juostelė nuolat juda per vonią, įeina šalta ir išeina šilta. Šiluma suvartojama palei juostos kelią, o ne tolygiai visame rezervuaro tūryje. Šildytuvas, pastatytas neatsižvelgiant į juostos trajektoriją, sukuria šiluminius gradientus, kurie tiesiogiai virsta nuosėdų storio svyravimais -defektu, kurio negalima ištaisyti reguliuojant vien srovės tankį.
Kodėl nuolatinis juostinis dengimas sukuria kryptingą šilumos poreikį
Partijos bake ruošinys tolygiai sugeria šilumą iš visų krypčių. Dengiant iš ritės-į-ritę, juostelė patenka esant aplinkos temperatūrai, tam tikrą buvimo laiką keliauja per vonią ir išeina. Šilumos perdavimas pirmiausia vyksta per juostos paviršius, kurie yra nukreipti į bako sieneles, o ne į šildytuvą.
Rezultatas yra kryptingas šilumos poreikis: sritis, kurioje juostelė patenka į vonią, reikalauja daugiau šilumos nei išėjimo sritis, nes įeinanti juosta nuolat ima energiją iš aplinkinio skysčio. Jei šildytuvas yra viename bako gale -paprastai šalia išėjimo, kur yra laisvos vietos-, įėjimo zona veikia vėsiau. Nuosėdų storis atitinka temperatūros profilį, o ten, kur vonia šaltesnė, nuosėdos yra plonesnės.
| Juostos įėjimo temperatūra | Vonios nustatymo taškas | Temperatūros pasiskirstymas per baką | Indėlio storio kitimas | Šildytuvo padėties efektas |
|---|---|---|---|---|
| 20 laipsnių | 55 laipsnių | 8-12 laipsnių | ±12–18% | Šildytuvas išėjimo zonoje |
| 20 laipsnių | 55 laipsnių | 4-6 laipsniai | ±6–9% | Šildytuvas centre |
| 40 laipsnių (iš anksto pašildytas) | 55 laipsnių | 2-4 laipsniai | ±3–5% | Šildytuvas centre |
| 20 laipsnių | 55 laipsnių | 10-15 laipsnių | ±15–22% | Šildytuvas kampe |
Temperatūros ir storio duomenys iš lanksčios grandinės ritės{0}}iki-ritės vario dengimo linijų, 1 200 litrų talpos bakų
Kaip šildytuvo išdėstymas sąveikauja su juostos trajektorija
PTFE panardinamojo šildytuvo padėtis juostos kelio atžvilgiu lemia, ar jo generuojama šiluma pasiekia skysčių sritis, kurioms jos labiausiai reikia. Diegiant iš ritės-į-ritą rodomi trys įprasti išdėstymai.
Pabaigos{0}}montuotą išdėstymądeda šildytuvą viename bako gale, paprastai priešais juostos įėjimą. Tai pati paprasčiausia konfigūracija ir dažniausiai modifikuojama. Įkaitęs skystis pakyla ir keliauja išilgai bako paviršiaus, tačiau juostos įėjimo zona išlieka vėsesnė, nes šiluma turi nukeliauti visą bako ilgį, kad ją pasiektų.
Šoninis{0}}išdėstymasšildytuvas veikia lygiagrečiai juostos keliui, paprastai 80–120 mm atstumu nuo juostos. Tai užtikrina tolygesnį šildymą išilgai juostos ilgio, bet gali sukurti karštą juostą tiesiai priešais šildytuvą. Juostos dalys, einančios arčiausiai šildytuvo, gauna daugiau šilumos, todėl susidaro vietinis perdengimas.
Paskirstytas kelių{0}}zonų išdėstymasnaudoja du ar daugiau trumpesnių šildytuvų, išdėstytų skirtinguose bako taškuose, kurių kiekvienas valdomas atskirai arba kaip grupė. Tai kompensuoja kryptingą šilumos poreikį tiekiant daugiau galios šalia juostos įėjimo ir mažiau prie išėjimo.
Stratifikacija ir plūdrumo efektas
Karštas skystis pakyla. Bake su vienu šildytuvu ir be priverstinės cirkuliacijos šildomas skystis suformuoja stulpelį, kuris kyla į paviršių ir pasklinda horizontaliai. Apatinė bako dalis-, kur dažnai bėga juostelė-, išlieka vėsesnė.
Ši stratifikacija sustiprėja ritės -į-ritės rezervuaruose, nes pati juostelė sutrikdo natūralią konvekciją. Judantis tinklas sukuria ribinį sluoksnį, kuris slopina vertikalų maišymąsi. Rezultatas – stabilus temperatūros profilis: šilta viršuje, vėsu apačioje, o juostelė eina per vėsesnę zoną.
Vertikalūs 6–10 laipsnių temperatūros skirtumai yra įprasti nemaišomuose ritės -prie -ritės bakuose, kai nustatyta 55 laipsnių taške. Juostelės, einančios per apatinę zoną, vonios temperatūra keliais laipsniais žemesnė už valdiklio rodmenis. Nuosėdų storis atspindi tikrąją juostelės paviršiaus temperatūrą, o ne rodomą kontrolinę vertę.
Srauto modeliai ir lokalizuotas aušinimas
Juostos įėjimo taškas veikia kaip nuolatinis šilumos šalintuvas. Skystis, esantis šalia įeinančio tinklo, greitai atvėsta, tampa tankesnis ir nuskendo. Tai sukuria vietinę žemyn nukreiptą srovę, kuri traukia vėsų skystį link rezervuaro dugno, dar labiau sustiprindama stratifikaciją.
Cisternuose su netinkama cirkuliacija vėsioji zona tęsiasi 200–400 mm nuo įėjimo taško. Priešingame gale esantis šildytuvas negali kompensuoti, nes natūralų konvekcijos kelią sutrikdo juosta ir rezervuaro geometrija.
Tikslinė cirkuliacija-išilgai juostos kelio nukreiptas švirkštimo antgalis arba išpūtimo vamzdis po tinkleliu-suardo vėsų ribinį sluoksnį ir tolygiau paskirsto šilumą. Srautas neturi būti stiprus. Vietinis 0,1–0,2 m/s greitis yra pakankamas, kad bako temperatūros sklaida būtų sumažinta nuo 9–12 laipsnių iki 2–4 laipsnių.
Vatų tankio pasiskirstymas kaip korekcijos įrankis
Netolygus šildymas negali būti visiškai išspręstas padidinus bendrą galią. Didesnė galia viename taške sukuria karštesnę srovę, neišsprendžiant pagrindinės paskirstymo problemos. Kai kuriais atvejais didėjanti galia pablogina gradientą, nes sustiprėja stratifikacija.
Veiksmingesnis būdas yra paskirstyti tą pačią bendrą galią kelioms šildymo zonoms, išdėstytoms taip, kad atitiktų šilumos poreikio profilį. Ritės -to-bakas, kuriam reikia 8 kW galios, gali naudoti tris šildytuvus: 3,5 kW prie juostos įėjimo, 3 kW prie bako vidurio ir 1,5 kW prie išėjimo. Kiekvienas iš jų veikia mažu vatų tankiu, o bendra galia atitinka erdvinį šilumos poreikį, o ne sutelkia ją vienoje vietoje.
| Šildymo konfigūracija | Temperatūros plitimas | Indėlių vienodumas | Vatų tankis vienetui | Remonto sudėtingumas |
|---|---|---|---|---|
| Montuojamas viename gale{0}}8 kW | 9-12 laipsnių | ±12–18% | 1,4 W/cm² | Žemas |
| Vienpusis{0}}montuojamas, 8 kW | 6-9 laipsniai | ±8–12% | 1,4 W/cm² | Žemas |
| Dviejų-zonų, 4+4 kW | 4-6 laipsniai | ±5–8% | 1,1 W/cm² | Vidutinis |
| Triguba-zona, 3.5+3+1.5 kW | 2-4 laipsniai | ±3–5% | 0,9 W/cm² | Aukštesnis |
Konfigūracijos palyginimas nuo ritės{0}}į-ritės dengimo linijų su 1 200–1 500 litrų bakais
Praktiniai ritės nuo -to{1}} ritės specifikacijos veiksmai
Prieš pasirinkdami šildytuvą, suplanuokite šilumos poreikį. Juostos įėjimo zona sunaudoja daugiau šilumos nei išėjimo zona. Šildytuvo išdėstymas ir energijos paskirstymas zonoje turėtų atspindėti šį profilį.
Tikrinkite tikrąją vonios temperatūrą juostelės kelyje, o ne valdiklio jutiklyje. Netoli rezervuaro sienelės esanti termopora gali būti 3–5 laipsniais aukštesnė nei skystis juostelės paviršiuje.
Išlaikykite bent 40 mm tarpą tarp šildytuvo apvalkalo ir juostos kelio. Dėl didesnio atstumo susidaro karšta juosta ir kyla pavojus mechaniniam kontaktui su judančiu sluoksniu. Didesnis atstumas sumažina vietinį šildymo efektą, bet pagerina vienodumą.
Įsitikinkite, kad maišymas pasiekia juostelės įėjimo zoną. Išpūtimo vamzdis arba siurblys, pastatytas taip, kad nukreiptų srautą per įeinantį tinklą, sumažina vėsų ribinį sluoksnį ir pagerina temperatūros vienodumą visame bake.
Kai standartiniai šildytuvai negali atitikti paklausos profilio
Ritės -į-ritės rezervuarai su ilgais juostos takais ir dideliu pralaidumu dažnai negali pasiekti vienodo šildymo naudojant vieną standartinį PTFE panardinamą šildytuvą. Erdviniam šilumos poreikiui reikalinga paskirstyta galia, kurios vienas įrenginys negali užtikrinti turimoje rezervuaro erdvėje.
Pasirinktinė PTFE panardinamojo šildytuvo konfigūracija su kelių{0}}zonų šildymo sekcijomis, išdėstytomis išilgai bako ilgio, pašalina pagrindinę netolygaus šildymo priežastį. Kiekviena sekcija veikia mažu vatų tankiu, o bendra galia atitinka juostos kelio šilumos poreikio profilį. Specifikacijos procesas reikalauja rezervuaro matmenų, juostos pločio ir linijos greičio, įėjimo temperatūros, vonios chemijos ir tikslinės temperatūros vienodumo. Įrenginiams, kuriuose naudojamos kelios ritės{4}}į{5}}ritės linijos su skirtinga juostelių geometrija ir gamybos greičiu, šis taikomosios programos- metodas sumažina nuosėdų storio svyravimus ir padidina derlių visame tinklelio plotyje.
