Шта узрокује локализоване вруће тачке око ПТФЕ потопних грејача и како их елиминисати?

Делови који се обрађују у одређеним деловима резервоара показују знаке горења, промене боје или бржег прљања, док исти делови у другим деловима резервоара одговарају стандардима. Термичко мапирање коришћењем сета термопарова или инфрацрвеног снимања показује да се температура мења за 15–25 степени у кругу од 150 мм од ПТФЕ омотача грејача. Грејач ради у оквиру својих номиналних ограничења, али локализовано прегревање се стално дешава. Инжењери процеса и дизајнери резервоара морају да пронађу-динамичке механизме који узрокују проблем и да затим изврше специфичне промене у циркулацији како би се температура вратила у нормалу и заштитио квалитет производа.

Највећи топлотни градијенти су узроковани високом густином вата на површини грејача. ПТФЕ омоти одржавају спољашњу температуру испод 150 степени, али када је снага фокусирана на малу површину, температура граничног слоја брзо расте. У било којој стагнирајућој области, слој течности поред омотача приближава се температури омотача, док маса течности остаје хладнија. Локализовано прегревање уништава хемију{4}}осетљиву на топлоту, изазива одмах накупљање каменца на грејачу и скраћује век трајања ПТФЕ-а тако што га подвргава сталном топлотном стресу.

Мешање се не дешава добро када проток није равномерно распоређен. Загрејана течност се диже дуж омотача, али се не шири кроз цео резервоар. Ако не подстичете проток, топли слој ће се накупити у џеповима у близини грејача или на површини, остављајући доње зоне недовољно загрејаним. Ово кретање је узроковано само природном конвекцијом, али је његова брзина и даље мала-обично мања од 0,1 м/с у течностима умереног вискозитета-тако да не може да прође кроз геометрију резервоара или баријере вискозитета. Резултат изгледа као вруће тачке које остају на истом месту где производ додирује.

Одлуке о томе где поставити грејаче погоршавају проблем. Када је превише јединица постављено преблизу заједно, оне стварају преклапајуће слојеве термалне баријере који јачају једни друге између елемената. Постављање било чега ближе од 200 мм зидовима резервоара или елементима конструкције отежава рад повратних путева, што ствара мртве зоне за рециркулацију. У оба подешавања, планирани равномерни унос топлоте се распада на мале области прегревања које термално мапирање увек покупи.

Природна конвекција је добра за равномерно ширење топлоте у почетку, али такође ствара стабилне, слојевите слојеве у резервоарима који су високи или имају минимално мешање. Топлија, мање густа течност остаје изнад хладнијих слојева, стварајући вертикалне градијенте од 5-10 степени по метру. Ови слојеви остају заједно све док спољни извор енергије не уништи интерфејс густине. Температурна неуједначеност која резултира директно је повезана са недостацима производа који су уочени у одређеним квадрантима резервоара.

Практично повећање циркулације ослобађа се ових механизама на њиховом извору. Када се импелери ставе на врх или на бочну страну грејача, они обезбеђују турбулентан проток који константно брише површину грејача и меша течност са запремином. Рециркулационе пумпе су контролисана опција са малим{2}}смицањем. Додавање скромне рециркулацијске пумпе која вуче одоздо и враћа се према врху је типичан начин за решавање стратификације. Ово разбија слојеве густине и изједначава температуру за неколико минута.

Смањење густине у ватима иде руку под руку са побољшањем циркулације. Дужи грејни елементи или неколико јединица ниже -ват- густине распоређују исту количину снаге на већу површину, што чини температурне разлике између површине и течности равномернијим. Померање постојећих грејача ка средишњој линији резервоара и даље од баријера враћа чисте канале протока и спречава да се гранични слој заглави. Стратешке преграде помажу да се течност још више помера преко врућих површина. У ствари, стратешки постављена једноставна преграда може да се реши врућег подручја које се стално враћа преусмеравајући ток преко површине грејача.

Процес спровођења ових мера предострожности почиње са дизајном. Рачунарско моделирање динамике флуида може вам рећи колико ће ствари бити брзе и вруће пре него што их направите. Ово вам омогућава да пронађете најбоља места за грејач, пумпу, преграду и брзину мешања. Након уградње, термичко мапирање показује да је радна запремина уједначена унутар ±2 степена. Редовно поновно{5}}мапирање након промена у процесу, као што су промене вискозитета или нивоа течности, одржава перформансе на високом нивоу.

Уместо само прикривања симптома, смањењем густине у ватима, померањем грејача и уградњом преграда или пумпи решавају се{0}}динамички проблеми течности. Дакле, локализовано прегревање, термичко мапирање, дистрибуција протока, природна конвекција и повећање циркулације чине цео систем за одржавање равномерне температуре. Чак иу тешким ситуацијама када су укључени течности високог{3}}вискозитета, огромне запремине резервоара или строги критеријуми производа, конзистентност температуре се може постићи правилним дизајном и постављањем. Инжењери процеса и дизајнери резервоара који користе ова правила претварају могуће проблеме са квалитетом и оштећења грејача у уједначене, поновљиве топлотне перформансе у свим инсталацијама ПТФЕ потопног грејача.