Et pletteringsværksted havde brug for en udskiftning af PTFE el-patron til en 600 mm dyb nikkelbeholder. Tanken var 800 mm bred og 1.200 mm lang, med et arbejdsvolumen på cirka 550 liter. Det eksisterende varmelegeme havde været en standard L--formet enhed, der stak ind i emnets bane og var svigtet efter 14 måneder. Vedligeholdelsesteamet ønskede en brugerdefineret varmelegeme, der ville passe til tankens tilgængelige plads, fungere ved lav watt-tæthed og undgå at blokere arbejdsemnerne.
Tilpasning af en PTFE-dyppevarmer til en specifik tankdybde kræver afbalancering af fire begrænsninger: den tilgængelige nedsænkningsdybde, det nødvendige overfladeareal for lav watt-densitet, tankgeometrien og strømningsforholdene på varmeapparatets placering.
Nedsænkningsdybden
En 600 mm dyb tank giver ikke 600 mm brugbar varmelegemelængde. Væskeniveauet skal være højt nok til at dække emnerne, og varmelegemet skal forblive helt nedsænket ved minimum væskeniveau. I praksis er den anvendelige opvarmede længde i en 600 mm dyb tank 350–450 mm afhængig af fribord og niveauudsving.
En standard lige varmelegeme med en opvarmet længde på 400 mm giver cirka 400 cm² overfladeareal ved en diameter på 32 mm. Det er alt for lidt til drift med lav-watt-densitet ved typiske pletteringseffekter. En ydelse på 4 kW ved 1,0 W/cm² kræver 4.000 cm²-ti gange overfladearealet af en enkelt lige passage.
| Tank dybde | Brugbar opvarmet længde | Overfladeareal ved 32 mm kappe | Overfladeareal ved 50 mm kappe | Opvarmet længde nødvendig for 4.000 cm² |
|---|---|---|---|---|
| 400 mm | 250–300 mm | 250-300 cm² | 393-471 cm² | 2.000–2.667 mm |
| 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 | 889–1.143 mm |
| 700 mm | 450–550 mm | 450-550 cm² | 707–864 cm² | 727–909 mm |
Krav til opvarmet længde og overfladeareal for en 4 kW drift ved 1,0 W/cm²
Multi-Pass-løsningen
Løsningen til en lavvandet tank er en multi-passagevarmer. Det opvarmede element er bøjet til en serpentin- eller U--formet konfiguration, der passer inden for den tilgængelige dybde, mens den giver flere opvarmede gennemløb. En fire-passagevarmer med 400 mm gennemløb giver 1.600 mm opvarmet længde i et fodaftryk på cirka 400 × 200 mm.
Ved en kappediameter på 50 mm giver 1.600 mm opvarmet længde cirka 2.513 cm² overfladeareal. Det er stadig under de 4.000 cm², der kræves til en 4 kW-drift ved 1,0 W/cm². Der er behov for et større antal gennemløb eller en større kappediameter.
| Antal gennemløb | Afleveringslængde | Total opvarmet længde | Fodaftryk (ca.) | Overfladeareal (50 mm) | Max Watt ved 1,0 W/cm² |
|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 400 mm | 800 mm | 400 × 100 mm | 1.257 cm² | 1,3 kW |
| 4 | 400 mm | 1.600 mm | 400 × 200 mm | 2.513 cm² | 2,5 kW |
| 6 | 400 mm | 2.400 mm | 400 × 300 mm | 3.770 cm² | 3,8 kW |
| 8 | 400 mm | 3.200 mm | 400 × 400 mm | 5.027 cm² | 5,0 kW |
Multi-pass-konfigurationer til en 600 mm dyb tank
Montering af varmeren i tanken
Varmelegemet skal passe ind i det ledige rum uden at hindre arbejdsemnerne eller flowet. I en 800 × 1.200 mm tank kan varmeren placeres langs den ene væg, så det centrale rumfang for emnestativet efterlades. En multi-varmer med et fodaftryk på 400 × 300 mm passer komfortabelt langs væggen på 1.200 mm.
Flangen skal placeres således, at varmelegemet hænger i den rigtige dybde. En 600 mm dyb tank med et 500 mm væskeniveau og et 100 mm fribord giver 400 mm brugbar dybde. Varmerens opvarmede sektion skal placeres i de nederste 350 mm af tanken, med toppen af den opvarmede sektion mindst 50 mm under minimum væskeniveau.
Flow- og temperaturensartethed
En multi-varmer i en lavvandet tank kan skabe strømningsskygge, hvis gennemgangene er for tæt på hinanden. Væsken mellem passagerne kan blive stillestående, hvilket reducerer varmeoverførslen og skaber varme punkter. Afstanden mellem gennemløbene skal være mindst 30-40 mm for at tillade strømning mellem dem.
Hvis tanken har en cirkulationspumpe, skal varmelegemet placeres således, at flowet passerer gennem hullerne mellem passagerne. Hvis tanken er afhængig af naturlig konvektion, skal varmelegemet placeres, så den opstigende termiske fane kan slippe ud uden at blive fanget mellem passagerne.
| Afstand mellemrum | Flow mellem pas | Hot Spot Risiko | Anbefalet anvendelse |
|---|---|---|---|
| <20 mm | Dårlig | Høj | Ikke anbefalet |
| 20–30 mm | Moderat | Moderat | Kun lav watt-tæthed |
| 30–40 mm | God | Lav | De fleste applikationer |
| >40 mm | Fremragende | Meget lav | Høj watt-densitet eller viskøse væsker |
Passageafstand og dens effekt på flow og risiko for hotspot
Når en standardvarmer ikke kan passe til tanken
En 600 mm dyb tank med en ydelse på 4 kW ved 1,0 W/cm² kræver en multi-varmer, som standard produktlinjer måske ikke tilbyder. En brugerdefineret PTFE-elvarmerkonfiguration med seks eller otte gennemløb, en kappediameter på 50 mm og 30-40 mm gennemløbsafstand løser grundårsagen til pladsbegrænsning. Specifikationsprocessen kræver tankdimensioner, væskeniveauområde, påkrævet watt, badkemi og strømningsforhold. Til faciliteter med lavvandede tanke giver denne applikationsspecifikke{10}}tilgang det nødvendige overfladeareal inden for den tilgængelige plads.
