Speciali chemijos gamykla pranešė apie neįprastą simptomą: PTFE panardinamasis šildytuvas klampaus polimero tirpale skleidžia aštrų traškėjimą arba spragtelėjimą kiekvieną rytą pirmąją karščio valandą{0}}. Triukšmas nustojo, kai tik vonia pasiekia nustatytą vertę. Šildytuvas nebuvo akivaizdžiai pažeistas, o srovės trauka buvo normali. Tačiau triukšmas buvo įspėjamasis ženklas, -kai kaitinimo fazės metu šildytuvo paviršiuje kilo vietinis virimas.
Garų triukšmas kaitinant{0}}yra plėvelės virimo PTFE paviršiuje požymis. Šildytuvo paviršiaus temperatūra yra pakankamai aukšta, kad išgaruotų su juo besiliečiantis skystis, tačiau garai negali greitai išeiti, nes skystis yra klampus. Garų burbuliukai smarkiai subyra, kai atsiskiria, sukurdami spragtelėjimą.
Kodėl klampios vonios skleidžia garų triukšmą
Mažo{0}}klampumo skystyje, pavyzdžiui, vandenyje, garų burbuliukai lengvai atsiskiria ir kyla į paviršių. Jie tyliai subyra vėsesniame skystyje. Procesas yra sklandus ir nekeliamas triukšmas.
Klampaus skysčio ribinis sluoksnis ties šildytuvo paviršiumi yra storas. Paviršiuje susidarantys garų burbuliukai negali lengvai atsiskirti, nes klampus skystis priešinasi jų judėjimui. Burbulai tampa didesni, kol neišsilaisvina. Kai jie galutinai atsiskiria, jie greitai griūva, o žlugimas sukuria slėgio bangą, kuri girdima kaip spragtelėjimas ar traškėjimas.
| Skysčio klampumas | Burbulo atsiskyrimas | Burbulo dydis atsiskyrimo metu | Žlugimo energija | Triukšmo lygis |
|---|---|---|---|---|
| <10 mPa·s | Lengva | Mažas | Žemas | Nėra |
| 10–100 mPa·s | Vidutinis | Vidutinis | Vidutinis | Alpsta |
| 100–1000 mPa·s | Sunku | Didelis | Aukštas | Girdimas |
| >1000 mPa·s | Labai sunku | Labai didelis | Labai aukštas | Garsiai |
Klampumas ir jo poveikis burbuliukų atsiskyrimui ir triukšmo susidarymui
Kodėl įkaitimas{0}} yra labiausiai pažeidžiamas etapas
Kaitinant-, šildytuvas veikia visu galingumu. Paviršiaus temperatūra yra aukštesnė nei veikiant pastoviam-būsenui, nes skystis yra vėsesnis, o temperatūros skirtumas tarp šildytuvo ir skysčio yra didesnis. Aukštesnė paviršiaus temperatūra padidina garų susidarymo greitį.
Skystis taip pat yra klampesnis{0}}kaitimo metu. Daugumos skysčių klampumas mažėja kylant temperatūrai. Polimero tirpalas, kurio slėgis yra 15 000 mPa·s 25 laipsnių temperatūroje, gali būti 5 000 mPa·s esant 60 laipsnių. Kaitinant, skystis šalia šildytuvo yra vėsesnis ir klampesnis nei nustatyta taške. Klampus skystis sulaiko garų burbuliukus, o triukšmas yra stipresnis.
Kodėl svarbus garo triukšmas
Garų triukšmas yra ne tik erzina. Tai rodo, kad šildytuvo paviršiuje vyksta vietinis virimas. Virinant susidaro garų antklodė, kuri izoliuoja paviršių. Paviršiaus temperatūros šuoliai, o PTFE skaidosi greičiau nei normaliomis darbo sąlygomis.
Pakartotinis garų burbuliukų žlugimas taip pat sukuria mechaninį PTFE įtempimą. Slėgio bangos, atsirandančios dėl griūčių, atsitrenkia į polimero paviršių. Laikui bėgant, stresas gali sukelti nuovargio įtrūkimus ir pūslių susidarymą.
Garų triukšmo prevencija klampiose voniose
Veiksmingiausia prevencija – sumažinti šildytuvo paviršiaus temperatūrą žemiau skysčio virimo temperatūros. Tam reikia sumažinti vatų tankį ir pagerinti srautą šildytuvo paviršiuje.
Mažesnis vatų tankis-0,5–0,8 W/cm² – sumažina paviršiaus temperatūrą 15–25 laipsniais, palyginti su 1,0–1,2 W/cm². Žemesnė temperatūra išlaiko paviršių žemiau virimo temperatūros daugumoje klampių skysčių.
Patobulintas srautas šildytuvo paviršiuje{0}}iš šulinio, recirkuliacinio siurblio arba mechaninio maišytuvo-sumažina ribinio sluoksnio storį ir paviršiaus temperatūrą. Vietinio 0,3–0,5 m/s greičio pakanka, kad būtų išvengta garų triukšmo daugumoje klampių skysčių.
| Prevencinė priemonė | Poveikis paviršiaus temperatūrai | Įgyvendinimas |
|---|---|---|
| Mažesnis vatų tankis, 0,5–0,8 W/cm² | 15–25 laipsnių žemiau | Šildytuvo dizainas |
| Šildytuvo auklėtojas | 20-30 laipsnių žemiau | Mažas siurblys arba suslėgtas oras |
| Recirkuliacijos kilpa | 25-35 laipsnių žemiau | Siurblys ir vamzdynai |
| Mechaninis maišymas | 15–25 laipsnių žemiau | Maišytuvas arba maišytuvas |
Garų triukšmo prevencijos priemonės klampiose voniose
Kai garų triukšmas rodo dizaino problemą
Šildytuvas, skleidžiantis garų triukšmą, nepaisant mažo vatų tankio ir geresnio srauto, rodo, kad šildytuvo konstrukcija netinka klampiam skysčiui. Pasirinktinė PTFE panardinamojo šildytuvo konfigūracija su labai mažu vatų tankiu, dideliu paviršiaus plotu ir optimizuota srauto padėtimi pašalina pagrindinę vietinio virimo priežastį. Specifikacijos procesas reikalauja skysčio klampumo darbinėje temperatūroje, virimo temperatūros, šildytuvo padėties, srauto sąlygų ir reikiamos galios. Įrenginiams, kuriuose naudojami klampūs proceso skysčiai, šis taikymas{4}}specifinis metodas sumažina garų triukšmą ir pailgina šildytuvo tarnavimo laiką.
