Proceso bakas su apatine nutekėjimo anga niekada iki galo neištuštėja. Virš nutekėjimo plokštumos paprastai lieka trumpa vamzdyno arba antgalio dalis, paliekant likusį skysčio sluoksnį, kuris sudaro nuolatinį negilų baseiną žemiausiame indo taške. Tokiose konfigūracijose standartinis ilgas panardinamasis šildytuvas gali pakilti virš šio minimalaus skysčio lygio išleidimo ciklų metu, todėl dalis šildomos dalies gali patekti į orą arba garus ir sukelti vietinio perkaitimo pavojų. Todėl šildytuvo konstrukcija turi būti tiksliai suderinta su žemiausiu pasiekiamu darbinio skysčio lygiu, o ne prie viso bako aukščio.
ThePTFE šildytuvo pasirinkimo bako apatinis nutekėjimasprocesas yra valdomas šio apribojimo, kur geometrija, o ne bendras tūris tampa pagrindine projektavimo varikliu.
Kritinio skysčio lygio apribojimo supratimas
Svarbiausias apatinio išleidimo bako parametras yra ne nominalus užpildymo aukštis, o žemiausias stabilus skysčio lygis eksploatacijos ir drenažo metu.
Šį lygį apibrėžia:
Išleidimo antgalio aukštis virš bako grindų
Likęs skysčio tūris, kurio negalima evakuoti
Proceso reikalavimai minimaliai panardinant
Siurblio įsiurbimo arba grąžinimo linijos apribojimai
PTFE panardinamojo šildytuvo šildoma dalis visomis eksploatavimo sąlygomis turi likti visiškai panardinta žemiau šio minimalaus skysčio lygio.
Tik šildoma sekcija yra termiškai aktyvi; viršutinė šalta zona gali būti saugiai veikiama garų, nepažeidžiant šildytuvo vientisumo.
Šildytuvo ilgis ir bako geometrija
Daugelyje dugno nuleidimo bakų naudojamas panardinimo gylis yra žymiai mažesnis, palyginti su bendru bako aukščiu.
Tai sukuria neatitikimą tarp:
Reikalinga šiluminė apkrova (pagal pilną bako tūrį)
Galimas povandeninis ilgis šilumos perdavimui
Norint išlaikyti visą aktyvios šildymo zonos panardinimą, dažnai reikia trumpesnio šildomo ilgio.
Šildytuvas turi būti pakankamai trumpas, kad visą savo gyvenimą galėtų gyventi nuolatinėje dugne esančioje baloje.
Sumažėjusio šildomo ilgio įtaka vatų tankiui
Kai bendra šilumos apkrova nesikeičia, bet šildomo paviršiaus plotas sumažėja, vatų tankis proporcingai didėja.
Tai lemia:
Didesnis šilumos srautas apvalkalo ploto vienetui
Padidėjusi vietinė skysčio temperatūra šalia šildytuvo paviršiaus
Didesnė priklausomybė nuo skysčių susijaudinimo ir cirkuliacijos
Sumažinta šiluminė riba apvalkalo sąsajoje
Projektuotojas turi įvertinti, ar gautas vatų tankis neviršija saugaus veikimo ribų:
Skysčio terminis stabilumas
PTFE apvalkalo temperatūros įvertinimas
Proceso chemijos jautrumas
Srauto sąlygos bako dugno srityje
Jei apskaičiuotas vatų tankis viršija priimtinas ribas, reikia atlikti konstrukcijos pakeitimus.
Kelių{0}}šildytuvo konfigūracija kaip alternatyva
Kai vienas trumpas šildytuvas sukelia per didelį vatų tankį, keli mažesni šildytuvai gali būti paskirstyti povandeniniame regione.
Šis metodas suteikia:
Sumažinta individualaus šildytuvo apkrova
Pagerintas šilumos paskirstymas per rezervuaro dugną
Padidėjęs perteklius elemento gedimo atveju
Geresnė vietinio perkaitimo kontrolė
Šildytuvai paprastai yra išdėstyti taip, kad būtų užtikrintas persidengęs šilumines zonas sekliame skysčio sluoksnyje.
Šiluminio zonavimo ir skysčių judėjimo svarba
Apatiniuose drenažo bakuose cirkuliacija dažnai būna silpnesnė šalia grindų srities.
Dėl to:
Šilumos stratifikacija gali įvykti greitai
Esant dideliam vatų tankiui, gali padidėti vietinio užvirimo rizika
Gali būti sunku išlaikyti vienodą temperatūrą
Norint tolygiai paskirstyti šilumą sumažintoje panardinimo zonoje, gali prireikti papildomos maišymo arba srauto pagalbos.
Šaltosios zonos poveikio vaidmuo
Tik šildoma dalis turi likti panardinta.
Viršutinė šalta PTFE šildytuvo zona:
Gali pakilti virš skysčio lygio
Lieka termiškai izoliuotas nuo aktyvaus šildymo regiono
Gali saugiai veikti garų erdvėje
Tačiau norint užtikrinti ilgalaikį -patvarumą, vis tiek reikia atsižvelgti į mechaninio ir cheminio poveikio sąlygas.
Saugos integravimas: žemo{0}}lygio apsauga nuo atjungimo
Apatinė nutekėjimo konfigūracija padidina atsitiktinio sausumo riziką nusausinimo operacijų metu.
Todėl žemo-lygio plūdinis jungiklis arba lygiavertis blokavimas laikomas būtinu.
Šis saugos įtaisas:
Stebi minimalų skysčio lygį
Nutraukia šildytuvo maitinimą prieš atsirandant poveikiui
Suteikia nepriklausomą apsaugą už proceso valdymo sistemų ribų
Apsaugo atvirų šildymo sekcijų perkaitimą
Šis apsaugos sluoksnis ypač svarbus, kai dirbama netoli didžiausių leistinų vatų tankio ribų.
Dizaino mainų{0}}išlaidų suvestinė
Apatiniams išleidimo bakams reikia apgalvotos geometrijos ir šiluminių savybių pusiausvyros.
Pagrindiniai kompromisai{0}}yra:
Trumpesnis šildomas ilgis, užtikrinantis visišką panardinimą
Didesnis vatų tankis dėl sumažėjusio paviršiaus ploto
Galimas kelių šildytuvų poreikis
Didesnė priklausomybė nuo cirkuliacijos ir valdymo sistemų
Tinkama konstrukcija užtikrina, kad šiluminis našumas išlaikomas nepakenkiant apvalkalo saugai.
Dažni dizaino spąstai
Renkantis PTFE šildytuvą apatiniams išleidimo bakams, pasitaiko keletas dažnų klaidų:
Šildytuvo ilgio dydis nustatomas pagal visą bako gylį, o ne į minimalų veikimo lygį
Nepaisoma likusio skysčio geometrijos šalia išleidimo antgalio
Viršijamos saugios vatų tankio ribos dėl sutrumpintų šildomų sekcijų
Nepavyko įdiegti žemo{0}}lygio apsaugos nuo perjungimo
Nepakankamas maišymas šalia rezervuaro dugno
Šios problemos dažnai sukelia priešlaikinį šildytuvo gedimą arba proceso nestabilumą.
Išvada
Bakui su apatiniu kanalizacijos vamzdžiu reikia apgalvotai suprojektuotos panardinamojo šildymo strategijos, kai geometrija diktuoja šildytuvo konfigūraciją. ThePTFE šildytuvo pasirinkimo bako apatinis nutekėjimasProceso tikslas – užtikrinti, kad aktyvi šildoma sekcija liktų visiškai panardinta į nuolatinę žemo{0}}skysčio lygio zoną, net jei dėl to reikia trumpesnio šildytuvo su didesniu vatų tankiu arba naudojant kelis elementus.
Gauta konstrukcija užtikrina, kad šildymo elementas visiškai veiktų stabilioje skysčio aplinkoje prie rezervuaro pagrindo, išvengiant poveikio drenažo ciklų metu.
Galiausiai rezervuaro forma apibrėžia saugų šildytuvo veikimo apvalkalą, o šiluminis patikimumas pasiekiamas tik tada, kai kaitinimo elemento geometrija yra visiškai suderinta su žemiausiu įmanomu skysčio lygiu.
