Một xưởng hoàn thiện kim loại đã rút lò sưởi ngâm PTFE ra khỏi bể làm sạch bằng kiềm sau sáu tháng sử dụng. Bề mặt vỏ bọc có một dải PTFE phồng rộp, bị đổi màu dọc theo phần trên của phần được gia nhiệt. Phần dưới ở tình trạng tốt. Bình chứa có một lớp bọt bền trên bề mặt và các bong bóng bọt đã tích tụ ở phần trên của lò sưởi, tạo ra một lớp phủ giàu hơi-làm thiếu bề mặt tiếp xúc với chất lỏng.
Lớp phủ bọt là tình trạng lớp bọt ổn định bao phủ một phần hoặc toàn bộ bề mặt gia nhiệt. Bọt là hỗn hợp khí và chất lỏng, có hàm lượng khí cao. Phần khí có độ dẫn nhiệt thấp hơn nhiều so với chất lỏng, do đó bọt hoạt động như một tấm chăn cách nhiệt. Bề mặt nóng bên dưới lớp bọt nóng hơn bề mặt tiếp xúc với chất lỏng.
Tại sao bọt tạo thành và ổn định trong bồn tắm có chất hoạt động bề mặt
Bọt hình thành khi bọt khí được tạo ra trong chất lỏng có chứa chất hoạt động bề mặt. Trong bể làm sạch, chất hoạt động bề mặt là chất phụ gia có chủ đích giúp loại bỏ dầu và cặn. Các chất hoạt động bề mặt cũng ổn định bọt, khiến nó tồn tại lâu dài và không bị vỡ nhanh chóng.
Bọt nổi lên bề mặt và tích tụ. Trong bể có khuấy trộn, bọt được tạo ra liên tục. Lớp bọt có thể trở nên dày-50 đến 100 mm-và có thể tồn tại trong nhiều giờ.
Bọt cũng bám vào bề mặt. Bề mặt gia nhiệt, đặc biệt nếu nó nóng, cung cấp các vị trí tạo mầm để gắn bong bóng. Các bong bóng tích tụ và kết lại thành một lớp bọt trên bề mặt lò sưởi.
| Nồng độ chất hoạt động bề mặt | Tốc độ khuấy trộn | Chiều cao bọt | Độ bền của bọt | Rủi ro chăn nóng |
|---|---|---|---|---|
| <0.5% | Thấp | <10 mm | Ngắn | Thấp |
| 0.5–1.0% | Vừa phải | 10–30 mm | Vừa phải | Vừa phải |
| 1.0–2.0% | Cao | 30–60 mm | Dài | Cao |
| >2.0% | Cao | >60mm | Rất dài | Rất cao |
Nguy cơ tạo bọt và che phủ lò sưởi trong bồn tắm có chất hoạt động bề mặt
Tại sao chăn xốp gây nóng quá mức
Lớp bọt trên bề mặt lò sưởi có độ dẫn nhiệt thấp hơn chất lỏng từ 5–20 lần. Nhiệt do lò sưởi tạo ra không thể thoát qua bọt hiệu quả như khi truyền qua chất lỏng. Nhiệt độ bề mặt lò sưởi tăng lên.
Đối với máy sưởi hoạt động ở công suất 1,2 W/cm2, lớp xốp 20 mm có thể tăng thêm 15–25 độ cho nhiệt độ bề mặt. Nhiệt độ cao hơn làm tăng tốc độ xuống cấp của PTFE, lắng đọng cặn và thẩm thấu. Khu vực-được phủ bọt sẽ trở thành bộ phận đầu tiên của máy sưởi bị hỏng.
Bọt cũng làm giảm diện tích bị ướt của lò sưởi. Nếu bọt bao phủ 30% phía trên của lò sưởi thì chỉ 70% bề mặt lò sưởi tiếp xúc với chất lỏng. Diện tích bề mặt hiệu quả giảm và mật độ watt trên khu vực bị ướt tăng lên. Mật độ watt cao hơn làm tăng nhiệt độ bề mặt hơn nữa.
Chăn xốp khác với chăn khô như thế nào-
Khô{0}}xảy ra khi mực chất lỏng giảm xuống dưới mặt trên của lò sưởi và phần tiếp xúc tiếp xúc với không khí. Sự phủ bọt xảy ra khi mức chất lỏng cao hơn bộ sưởi, nhưng lớp bọt sẽ chiếm chỗ chất lỏng và tạo ra vùng giàu hơi-.
Hiệu ứng nhiệt tương tự-bề mặt quá nóng. Nhưng nguyên nhân lại khác. Khô-là vấn đề kiểm soát mức độ. Che phủ bằng bọt là một vấn đề về kiểm soát bọt.
Ngăn chặn chăn xốp
Cách phòng ngừa hiệu quả nhất là kiểm soát bọt. Điều này có nghĩa là giảm nồng độ chất hoạt động bề mặt, loại bỏ các chất gây ô nhiễm giúp ổn định bọt hoặc thêm chất chống tạo bọt.
Giảm nồng độ chất hoạt động bề mặt làm giảm tốc độ tạo bọt. Nồng độ chất hoạt động bề mặt phải được duy trì ở mức tối thiểu cần thiết để làm sạch hiệu quả.
Loại bỏ các chất gây ô nhiễm dầu và đất làm giảm độ ổn định của bọt. Các chất gây ô nhiễm hoạt động như chất ổn định bọt. Việc lướt hoặc lọc thường xuyên sẽ loại bỏ chúng khỏi bồn tắm.
Thêm chất chống tạo bọt sẽ làm vỡ bọt. Chất chống tạo bọt gốc silicon-có hiệu quả nhưng có thể làm nhiễm bẩn bồn tắm. Chất chống tạo bọt không chứa silicone hiện có sẵn cho các ứng dụng mà ô nhiễm silicone là vấn đề đáng lo ngại.
| Biện pháp phòng ngừa | Tác dụng lên bọt | Thực hiện | Tác động đến quá trình |
|---|---|---|---|
| Giảm chất hoạt động bề mặt | Tạo bọt thấp hơn | Kiểm soát hóa chất tắm | Có thể làm giảm việc dọn dẹp |
| Loại bỏ chất gây ô nhiễm | Độ ổn định bọt thấp hơn | Lướt hoặc lọc | Không có |
| Chất chống tạo bọt | Phá vỡ bọt | Bổ sung hóa chất | Ô nhiễm tiềm ẩn |
| Máy phá bọt cơ học | Loại bỏ bọt | Lắp đặt thiết bị | Không có |
Các biện pháp phòng ngừa việc phủ bọt trong bể chứa chất hoạt động bề mặt
Khi chăn xốp cho thấy có vấn đề về thiết kế
Máy sưởi bị phủ bọt mặc dù đã kiểm soát bọt cho thấy rằng vị trí của lò sưởi hoặc thiết kế bình chứa đang thúc đẩy sự tích tụ bọt trên bề mặt. Cấu hình lò sưởi ngâm PTFE tùy chỉnh với vị trí tạo bọt, mật độ watt thấp hơn và bố cục dòng chảy-được tối ưu hóa sẽ giải quyết nguyên nhân gốc rễ của việc phủ bọt. Quá trình xác định yêu cầu về thành phần hóa học của bể, nồng độ chất hoạt động bề mặt, phương pháp khuấy trộn và công suất yêu cầu. Đối với các cơ sở có bồn tắm tạo bọt, phương pháp tiếp cận dành riêng cho ứng dụng-này giúp giảm hiện tượng quá nhiệt-liên quan đến bọt và kéo dài tuổi thọ sử dụng của máy sưởi.
