Која је дозвољена граница температуре површине за грејач за урањање титанијума при загревању запаљивог растварача као што је толуен (АИТ 480 степени)?

Дозвољена граница за површинску температуру на титанијумском урањајућем грејачу у запаљивом органском растварачу као што је толуен (температура самозапаљења, АИТ, 480 степени), ксилен (АИТ 465 степени) или хексан (АИТ 225 степени) није АИТ растварача за инжењера процеса. За локализоване вруће тачке, слојеве загађивања и пролазне појаве, температура омотача грејача мора остати много испод АИТ-а, обично 100–150 степени. Појава нуклеатног кључања или кључања филма такође је одређена тачком кључања течности и густином у ватима грејача, при чему потоња узрокује површинске температуре много веће од температуре течности. За толуен (бп. 110 степен, АИТ 480 степени) највиша препоручена температура површине за титанијумски омотач је 250-300 степени, маргина од 180-230 степени испод АИТ. Ово ограничење је наметнуто како би се осигурало да се чак иу најгорем сценарију (прљање, низак ниво течности или неуспех контроле) температура површине неће приближити тачки самозапаљења.

Извођење границе температуре за загревање запаљивог растварача
Максимална дозвољена површинска температура (Т_мак) титанијумског грејача у запаљивом растварачу одређена је са три ограничења: температуром самопаљења (АИТ) растварача, тачком кључања (Т_боил) растварача и критичним топлотним флуксом (ЦХФ) грејача за кључање језгара. Главно ограничење је АИТ: Тмак Мањи или једнак степену АИТ - 150 (минимална сигурносна маргина). За толуен (АИТ 480 степени) ово даје 330 степени. Секундарно ограничење је стабилност кључања језгара; ако се ЦХФ прекорачи, долази до кључања филма, при чему се температура површине неограничено повећава. За толуен, ЦХФ је реда величине 10–12 В/цм² на површини титанијума. Површинско прегревање (ΔТ изнад тачке кључања) на 8–10 В/цм2 је ~30–50 степени, са температуром омотача од 140 до 160 степени. Ово је изузетно сигурна маргина сигурности за АИТ на овом нивоу, 320-340Ц. Али ако запрљање подиже површински отпор или ако се ниво течности спусти и грејач је изложен пари, температура омотача може брзо да порасте.

Реалан горњи опсег од 250–300 степени је компромис који омогућава пролазне излете без тренутног самозапаљења, али признаје да рад на преко 300 степени током дужег периода може да убрза оксидацију титанијума и може да погорша растварач.

Квантификација сигурносне маргине за различите радне услове
Тачка кључања растварача [степен] АИТ [степен] Препоручени Т_мак [степен] Безбедносна маргина за АИТ ограничавајући фактор
Толуен 110 480 250–300 180–230 степени Самопаљење + оксидација Ти
Ксилен 140 465 250–280 185–215 степени самопаљење
Хексан 69 225 150–170 55–75 степени самопаљења (АИТ је граница)
Ацетон 56 465 200-250 215-265 степен самопаљења (АИТ висок)
Етанол 78 365 200–230 135–165 степени самопаљење
Метанол 65 464 200–250 214–264 степена Температура аутоматског паљења
Дихлорометан 40 556 (није-запаљив) 200-250 Н/А граница корозије титанијума (није запаљивост)
За ниско-АИТ раствараче као што је хексан (225 степени), дозвољена температура површине мора да се смањи на 150–170 степени. Међутим, ако грејач није потпуно уроњен, рад на 170 степени у хексану може да произведе локализоване вруће тачке које достижу АИТ.

Водич за спецификацију грејача у запаљивим растварачима заснован на{0}}у сценарија
Растварач и радни услови Препоручена максимална густина вата (В/цм2) Безбедносна маргина за АИТ Очекивана температура омотача Посебни захтеви
Толуен, потпуно урањање, принудна циркулација 10–12 140–160 степени 320–340 степени Погодан стандардни грејач од титанијума. Нису потребне посебне контроле.
Толуен, мали проток или без протока6–8 130–150 степени 330–350 степени Нижа густина у ватима да би се избегле вруће закрпе.
Толуен, опасност од ниског нивоа течности 5-6 (са блокадом нивоа) 120-140 степени (типично) 340-360 степени Прекид ниског нивоа неопходан да би се спречило излагање пари. Титанијум у пари толуена на 250 степени + је ризик од пожара.
Хексан, потпуно уроњен, било који проток 4-5 110-130 степени 95-115 степени Потребна нижа густина у ватима. Користите граничник температуре на 150 степени.
Хексан, променљив ниво Не препоручује се - - Нема електричног потапања. Грејање на пару или топлу воду.
Мешани растварач (непознати састав) 5 (конзервативно) 120-140 степени Зависи од најниже компоненте АИТ Претпоставимо најгори сценарио (најнижи АИТ) за сигурносну границу.
Загревање запаљивог растварача Инжењерске контроле
Три инжењерске контроле су потребне приликом загревања запаљивог растварача помоћу титанијумског урањајућег грејача. Прво, блокада ниског нивоа-течности- ће аутоматски искључити грејач ако ниво течности падне испод врха загрејаног дела. Излагање пари толуена (не течности) на грејачу од 250 степени уклања ефекат хлађења кључања и температура омотача расте на температуру елемента (можда 400–600 степени) изнад АИТ толуена (480 степени). Друго, граничник површинске температуре (било термоелемент причвршћен за омотач или отпорни температурни детектор уграђен у грејач) треба да активира грејач ако температура омотача пређе 250 степени за толуен (или 150 степени за хексан). Треће, густину у ватима треба смањити на 50 – 70% потребног топлотног тока да би се одржало стабилно кључање језгара. За већину запаљивих растварача то значи 4-8 В/цм2, далеко мање од 10-15 В/цм2 који се генерално користе за загревање воде.

Закључак: дозвољена температура површине=АИТ - 150 степен (минимум)
За грејач од титанијума који загрева запаљиви растварач као што је толуен (АИТ 480 степени), максимална дозвољена температура површине је 250–300 степени, што даје сигурносну маргину од најмање 180 степени испод тачке самозапаљења. Ово ограничење је засновано на потреби да се носите са изолованим врућим тачкама, слојевима загађивања и пролазним температурним екскурзијама без приближавања АИТ-у. Реална максимална густина толуена у ватима је 8-12 В/цм2, што даје температуру омотача од 140-160 степени у редовном уроњеном раду. За раствараче са ниским АИТ, као што је хексан (АИТ 225 степени), прихватљива површинска температура је смањена на 150–170 степени, што захтева густину у ватима од 4–5 В/цм². Критичне инжењерске контроле укључују блокаде ниског нивоа течности, лимитаторе температуре омотача и конзервативни избор густине вати. Када се специфицира грејач од титанијума за било коју услугу запаљивих растварача, давање добављачу АИТ-а, тачке кључања и очекиваних услова протока растварача омогућава исправну густину у ватима и подешавања ограничавача температуре да би се обезбедио безбедан рад.