Một xưởng mạ cần một lò sưởi ngâm PTFE thay thế cho bể mạ niken sâu 600 mm. Bình chứa rộng 800 mm và dài 1.200 mm, thể tích làm việc khoảng 550 lít. Bộ gia nhiệt hiện có là một bộ phận hình chữ L-tiêu chuẩn nhô vào đường dẫn phôi và đã hỏng sau 14 tháng. Đội bảo trì muốn có một lò sưởi tùy chỉnh phù hợp với không gian sẵn có của bể, hoạt động ở mật độ watt thấp và tránh cản trở các chi tiết gia công.
Việc tùy chỉnh lò sưởi ngâm PTFE cho độ sâu bể cụ thể đòi hỏi phải cân bằng bốn ràng buộc: độ sâu ngâm có sẵn, diện tích bề mặt cần thiết cho mật độ watt thấp, hình dạng bể và điều kiện dòng chảy tại vị trí lò sưởi.
Giới hạn độ sâu ngâm
Bể sâu 600 mm không cung cấp chiều dài lò sưởi có thể sử dụng được là 600 mm. Mức chất lỏng phải đủ cao để bao phủ các phôi và bộ gia nhiệt phải ngập hoàn toàn ở mức chất lỏng tối thiểu. Trong thực tế, chiều dài gia nhiệt có thể sử dụng trong bể sâu 600 mm là 350–450 mm, tùy thuộc vào mạn khô và sự dao động của mực nước.
Một lò sưởi thẳng tiêu chuẩn có chiều dài gia nhiệt 400 mm cung cấp diện tích bề mặt khoảng 400 cm² ở đường kính 32 mm. Con số này là quá ít đối với hoạt động có mật độ-watt-thấp ở công suất mạ thông thường. Công suất 4 kW ở mức 1,0 W/cm² cần 4.000 cm²{11}}gấp 10 lần diện tích bề mặt của một đường truyền thẳng.
| Độ sâu bể | Chiều dài có thể sử dụng được | Diện tích bề mặt ở 32 mm | Diện tích bề mặt ở 50 mm | Chiều dài gia nhiệt cần thiết cho 4.000 cm2 |
|---|---|---|---|---|
| 400mm | 250–300 mm | 250–300 cm2 | 393–471 cm2 | 2.000–2.667 mm |
| 500mm | 300–350 mm | 300–350 cm2 | 471–550 cm2 | 1.429–1.667 mm |
| 600mm | 350–450 mm | 350–450 cm2 | 550–707 cm2 | 889–1.143 mm |
| 700mm | 450–550 mm | 450–550 cm2 | 707–864 cm² | 727–909 mm |
Yêu cầu về chiều dài và diện tích bề mặt được làm nóng đối với công suất 4 kW ở mức 1,0 W/cm2
Giải pháp nhiều{0}}đạt
Giải pháp cho bể cạn là thiết bị sưởi nhiều{0}}. Phần tử được làm nóng được uốn thành cấu hình ngoằn ngoèo hoặc hình chữ U- phù hợp với độ sâu sẵn có đồng thời cung cấp nhiều đường dẫn nhiệt. Bộ gia nhiệt bốn-đường chuyền có đường chuyền 400 mm cung cấp chiều dài được làm nóng 1.600 mm trong phạm vi khoảng 400 × 200 mm.
Với đường kính vỏ bọc 50 mm, chiều dài gia nhiệt 1.600 mm cung cấp diện tích bề mặt khoảng 2.513 cm². Diện tích đó vẫn còn thấp so với 4.000 cm2 cần thiết cho công suất 4 kW ở mức 1,0 W/cm2. Cần có số lượng đường chuyền lớn hơn hoặc đường kính vỏ bọc lớn hơn.
| Số lần đi | Độ dài vượt qua | Tổng chiều dài gia nhiệt | Dấu chân (Xấp xỉ) | Diện tích bề mặt (50 mm) | Công suất tối đa ở mức 1,0 W/cm2 |
|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 400mm | 800mm | 400×100mm | 1.257 cm2 | 1,3 kW |
| 4 | 400mm | 1.600 mm | 400×200mm | 2.513 cm2 | 2,5 kW |
| 6 | 400mm | 2.400 mm | 400 × 300mm | 3.770 cm2 | 3,8 kW |
| 8 | 400mm | 3.200 mm | 400×400mm | 5.027 cm2 | 5,0 kW |
Cấu hình nhiều đường chuyền cho bể sâu 600 mm
Lắp máy sưởi vào bể
Bộ gia nhiệt phải vừa với không gian có sẵn mà không cản trở phôi hoặc dòng chảy. Trong bể 800 × 1.200 mm, bộ gia nhiệt có thể được đặt dọc theo một bức tường, để lại không gian trung tâm cho giá phôi. Máy sưởi nhiều-có kích thước 400 × 300 mm vừa vặn thoải mái dọc theo bức tường 1.200 mm.
Mặt bích phải được định vị sao cho lò sưởi treo ở độ sâu chính xác. Một bể sâu 600 mm với mức chất lỏng 500 mm và mạn khô 100 mm cung cấp độ sâu hữu dụng 400 mm. Phần được làm nóng của thiết bị sưởi phải được đặt ở vị trí thấp hơn 350 mm của bể, với phần trên cùng của phần được làm nóng thấp hơn mức chất lỏng tối thiểu ít nhất 50 mm.
Tính đồng nhất của dòng chảy và nhiệt độ
Bộ gia nhiệt nhiều đường chuyền trong bể cạn có thể tạo ra hiện tượng che khuất dòng chảy nếu các đường chuyền quá gần nhau. Chất lỏng giữa các đường chuyền có thể bị ứ đọng, làm giảm sự truyền nhiệt và tạo ra các điểm nóng. Khoảng cách giữa các lối đi ít nhất phải là 30–40 mm để cho phép dòng chảy giữa chúng.
Nếu bể có bơm tuần hoàn, bộ sưởi phải được đặt sao cho dòng chảy đi qua các khoảng trống giữa các đường đi. Nếu bể dựa vào sự đối lưu tự nhiên, bộ sưởi phải được đặt sao cho luồng nhiệt bốc lên có thể thoát ra ngoài mà không bị mắc kẹt giữa các đường đi.
| Khoảng cách vượt qua | Dòng chảy giữa các lần đi | Rủi ro điểm nóng | Ứng dụng được đề xuất |
|---|---|---|---|
| <20 mm | Nghèo | Cao | Không được đề xuất |
| 20–30 mm | Vừa phải | Vừa phải | Chỉ có mật độ watt thấp |
| 30–40 mm | Tốt | Thấp | Hầu hết các ứng dụng |
| >40mm | Xuất sắc | Rất thấp | Mật độ watt cao hoặc chất lỏng nhớt |
Khoảng cách vượt qua và ảnh hưởng của nó đến dòng chảy và rủi ro điểm nóng
Khi máy sưởi tiêu chuẩn không thể vừa với bình chứa
Bể sâu 600 mm có công suất 4 kW ở mức 1,0 W/cm2 cần có bộ sưởi-đa cấp mà các dòng sản phẩm tiêu chuẩn có thể không cung cấp. Cấu hình lò sưởi ngâm PTFE tùy chỉnh với sáu hoặc tám đường chuyền, đường kính vỏ bọc 50 mm và khoảng cách đường chuyền 30–40 mm giải quyết nguyên nhân cốt lõi của hạn chế về không gian. Quá trình đặc tả yêu cầu kích thước bể, phạm vi mức chất lỏng, công suất yêu cầu, hóa chất bể và điều kiện dòng chảy. Đối với các cơ sở có bể cạn, phương pháp{10}dành riêng cho ứng dụng này sẽ cung cấp diện tích bề mặt cần thiết trong không gian có sẵn.
