Làm thế nào để tính toán công suất tấm gia nhiệt cho bể axit cromic 2.000 lít?

Một nhà máy hoàn thiện kim loại cần xác định kích thước tấm gia nhiệt thay thế cho bể anodizing axit cromic 2.000{4}}lít. Bể hoạt động ở nhiệt độ 55 độ và nhà máy cần thời gian làm nóng là bốn giờ từ nhiệt độ 20 độ. Tấm hiện có đã có kích thước nhỏ hơn và bình chứa không bao giờ đạt đến điểm đặt trong thời gian sản xuất cao điểm. Đội bảo trì cần tính toán công suất chính xác trước khi yêu cầu thay thế.

Việc định cỡ tấm gia nhiệt cho bể chứa axit crom cần phải tính toán ba: tải-tăng nhiệt, tải duy trì và diện tích bề mặt cần thiết để có mật độ watt an toàn. Mỗi phép tính phụ thuộc vào thành phần hóa học của bể, kích thước bể và điều kiện vận hành.

Bước 1: Tính nhiệt-Tải lên

Tải-tăng nhiệt là năng lượng cần thiết để nâng bồn tắm từ môi trường xung quanh lên điểm đặt trong thời gian mong muốn. Công thức là: kW=(lít × ΔT × Cp × mật độ) / (3600 × giờ).

Đối với bể axit cromic 2.000{10}}lít với mật độ 1.150 kg/m³ và nhiệt dung riêng 3,75 kJ/kg·K, việc gia nhiệt từ 20 độ đến 55 độ trong bốn giờ cần khoảng 23 kW. Thêm 20% tổn thất trong quá trình gia nhiệt sẽ tạo ra 28 kW.

Tải-tăng nhiệt đối với bể axit cromic ở mức 1.150 kg/m³ và 3,75 kJ/kg·K

Bước 2: Tính toán tải bảo trì

Tải duy trì là năng lượng cần thiết để duy trì điểm đặt trước những tổn thất đang diễn ra. Đối với bể 2.000 lít ở góc 55 độ, tổn thất trên thành là 1,5–2,5 kW, tổn thất bề mặt là 0,8–1,5 kW và tải sản xuất là 1–3 kW. Tổng tải bảo trì là 3,3–7,0 kW.

Máy sưởi phải có kích thước phù hợp với tải-tăng nhiệt hoặc tải bảo trì lớn hơn. Đối với bể này, tải-tăng nhiệt là 28 kW lớn hơn.

Bước 3: Tính diện tích bề mặt cần thiết

Diện tích bề mặt phụ thuộc vào công suất và mật độ watt an toàn của axit cromic. Đối với tấm được phủ axit cromic ở nhiệt độ 55 độ, mật độ watt an toàn là 1,0–1,2 W/cm2.

Đối với công suất 28 kW ở mức 1,0 W/cm2, diện tích bề mặt cần thiết là 28.000 cm2. Một tấm-hai mặt duy nhất có kích thước 1.000 mm × 1.400 mm cung cấp 28.000 cm². Nếu bể không thể đáp ứng được diện tích đó, nhiều tấm phân bố xung quanh chu vi có thể cung cấp diện tích bề mặt cần thiết.

Yêu cầu về diện tích bề mặt và dấu chân đối với axit cromic ở mức 1,0 W/cm2

Bước 4: Xác minh độ sâu ngâm và độ vừa vặn của bình

Tấm này phải vừa với bể và ngập hoàn toàn ở mức chất lỏng tối thiểu. Bể 2.000{12}}lít có kích thước 1.500 × 1.200 × 1.100 mm có chiều cao tấm có thể sử dụng được khoảng 800–900 mm. Tấm hai mặt có chiều rộng 1.400 mm và chiều cao 900 mm cung cấp 25.200 cm² - gần với diện tích yêu cầu nhưng vẫn chưa đủ.

Giải pháp thực tế là sử dụng hai hoặc nhiều tấm phân bố xung quanh chu vi bể. Hai tấm, mỗi tấm có kích thước-hai mặt 1.400 × 500 mm, cung cấp tổng diện tích 28.000 cm². Các tấm có thể được gắn trên các bức tường đối diện.

Bước 5: Xác minh mật độ watt và nhiệt độ bề mặt

Mật độ watt được tính từ tổng công suất và tổng diện tích bề mặt. Đối với 28 kW và 28.000 cm2, mật độ watt là 1,0 W/cm2. Ở mức 1,0 W/cm2 trong bể axit cromic được khuấy trộn vừa phải ở 55 độ, nhiệt độ bề mặt xấp xỉ 75–80 độ. Đó là trong phạm vi an toàn cho một tấm tráng.

Nếu nhiệt độ bề mặt tính toán vượt quá 85 độ, mật độ watt sẽ giảm và diện tích bề mặt tăng lên.

Khi tấm tiêu chuẩn không thể đáp ứng yêu cầu về điện năng và diện tích bề mặt

Các thùng chứa axit crom lớn có tải nhiệt-tăng cao thường không thể chứa được các tấm gia nhiệt tiêu chuẩn ở mật độ watt thấp mà hóa học yêu cầu. Cấu hình tấm gia nhiệt tùy chỉnh với nhiều tấm, diện tích bề mặt lớn và mật độ watt thấp giải quyết nguyên nhân gốc rễ của sự không phù hợp giữa công suất và diện tích bề mặt. Quy trình đặc tả yêu cầu thể tích bể, hóa chất trong bể, nhiệt độ vận hành, mục tiêu về thời gian làm nóng- và công suất yêu cầu. Đối với các cơ sở có bể chứa axit cromic lớn, phương pháp tiếp cận-dành riêng cho ứng dụng này đảm bảo tấm cung cấp năng lượng cần thiết ở nhiệt độ bề mặt an toàn.