En metallbearbetningsanläggning behövde en ersättningsvärmare av PTFE för en 700 mm djup svavelsyraanodiseringstank. Tanken var 1 000 mm bred och 1 600 mm lång, med en arbetsvolym på cirka 1 050 liter. Den befintliga värmaren hade varit en vanlig rak enhet som stack ut i arbetsstyckets väg och hade havererat efter 13 månader. Underhållsteamet behövde en värmare som skulle passa den djupare tanken, bibehålla full nedsänkning och leverera den erforderliga effekten med en säker wattdensitet.
En 700 mm djup tank ger mer användbar värmarlängd än en grund tank, men värmaren måste fortfarande dimensioneras för att passa det tillgängliga utrymmet och för att bibehålla säker nedsänkning vid minsta vätskenivå.
Nedsänkningsdjupet
En 700 mm djup tank ger inte 700 mm användbar värmarelängd. Vätskenivån måste vara tillräckligt hög för att täcka arbetsstyckena, och värmaren måste förbli helt nedsänkt vid lägsta vätskenivå. I praktiken är den användbara uppvärmda längden i en 700 mm djup tank 450–550 mm, beroende på fribord och nivåfluktuationer.
En rak värmare med 500 mm uppvärmd längd ger 500 mm uppvärmd längd. För 5 kW drift vid 1,0 W/cm² är den erforderliga ytan 5 000 cm². Vid en manteldiameter på 32 mm är ytan cirka 100 cm² per 100 mm längd. En 500 mm uppvärmd längd ger bara 500 cm²-långt från kravet. En större manteldiameter eller en konfiguration med flera-pass behövs.
| Tankdjup | Användbar uppvärmd längd | Ytarea vid 32 mm mantel | Ytarea vid 50 mm mantel | Uppvärmd längd behövs för 5 000 cm² |
|---|---|---|---|---|
| 500 mm | 300–350 mm | 300–350 cm² | 471–550 cm² | 1 429–1 667 mm |
| 600 mm | 350–450 mm | 350–450 cm² | 550–707 cm² | 1 111–1 429 mm |
| 700 mm | 450–550 mm | 450–550 cm² | 707–864 cm² | 909–1 111 mm |
| 800 mm | 550–650 mm | 550–650 cm² | 864–1 021 cm² | 769–909 mm |
Krav på uppvärmd längd och ytarea för 5 kW drift vid 1,0 W/cm²
Den L-- eller U--formade värmelösningen
En L--formad eller U--formad doppvärmare i PTFE böjer det uppvärmda elementet för att passa mer yta i en djup tank. En typisk L--formad värmare med en 500 mm vertikal sektion och en 600 mm horisontell sektion ger 1 100 mm uppvärmd längd-mer än dubbelt så lång som en rak värmare på samma tankdjup.
Vid en manteldiameter på 50 mm ger 1 100 mm uppvärmd längd cirka 1 728 cm² ytarea. Det är fortfarande mindre än de 5 000 cm² som krävs för en 5 kW drift vid 1,0 W/cm². En multi{11}}passkonfiguration krävs.
| Värmare konfiguration | Uppvärmd längd | Yta vid 32 mm | Yta vid 50 mm | Passar i 700 mm tank |
|---|---|---|---|---|
| Rak, 500 mm | 500 mm | 500 cm² | 785 cm² | Ja, men otillräcklig yta |
| L-formad, 500 + 600 mm | 1 100 mm | 1 100 cm² | 1 728 cm² | Ja |
| U-formad, 500 + 400 + 500 mm | 1 400 mm | 1 400 cm² | 2 199 cm² | Ja |
| Fler-pass, 4 × 500 mm | 2 000 mm | 2 000 cm² | 3 142 cm² | Ja |
| Multi-pass, 7 × 500 mm | 3 500 mm | 3 500 cm² | 5 498 cm² | Tight passform |
Värmekonfigurationer för en 700 mm djup tank
Montera värmaren i tanken
Värmaren måste passa in i det tillgängliga utrymmet utan att hindra arbetsstyckena eller flödet. I en tank på 1 000 × 1 600 mm kan värmaren placeras längs en vägg och lämnar den centrala volymen för arbetsstyckets ställ. En flergångsvärmare med 500 mm vertikal sektion och 600 mm horisontell sektion passar längs väggen på 1 600 mm.
Värmaren måste placeras så att den uppvärmda delen är helt nedsänkt vid lägsta vätskenivå. En 700 mm djup tank med 600 mm vätskenivå och ett 100 mm fribord ger 500 mm användbart djup. Värmarens uppvärmda sektion bör placeras i de nedre 450 mm av tanken, med toppen av den uppvärmda sektionen minst 50 mm under den lägsta vätskenivån.
Flödes- och temperaturlikformighet
En värmare med flera-passager i en djup tank kan skapa flödesskuggning om passagerna ligger för nära varandra. Vätskan mellan passagerna kan bli stillastående, vilket minskar värmeöverföringen och skapar heta fläckar. Avståndet mellan passagerna bör vara minst 30–40 mm för att möjliggöra flöde mellan dem.
Om tanken har en cirkulationspump ska värmaren placeras så att flödet passerar genom springorna mellan passagerna. Om tanken förlitar sig på naturlig konvektion, bör värmaren placeras så att den stigande termiska plymen kan komma ut utan att fastna.
| Pass Avstånd | Flöde mellan passen | Hot Spot Risk | Rekommenderad applikation |
|---|---|---|---|
| <20 mm | Dålig | Hög | Rekommenderas inte |
| 20–30 mm | Måttlig | Måttlig | Endast låg wattdensitet |
| 30–40 mm | Bra | Låg | De flesta applikationer |
| >40 mm | Excellent | Mycket låg | Hög wattdensitet eller viskösa vätskor |
Passageavstånd och dess effekt på flöde och hotspotrisk
När en standardvärmare inte kan passa tanken
En 700 mm djup tank med en effekt på 5 kW vid 1,0 W/cm² kräver en flergångsvärmare som standardproduktlinjer kanske inte erbjuder. En anpassad PTFE elpatronkonfiguration med en design med flera -pass, en manteldiameter på 50 mm och ett passavstånd på 30–40 mm åtgärdar grundorsaken till utrymmesbegränsning. Specifikationsprocessen kräver tankdimensioner, vätskenivåintervall, erforderlig effekt, badkemi och flödesförhållanden. För anläggningar med djupa tankar ger detta applikationsspecifika{11}}tillvägagångssätt den nödvändiga ytan inom det tillgängliga utrymmet.
