Một nhà máy hoàn thiện kim loại cần một lò sưởi ngâm PTFE thay thế cho bể anod hóa axit sulfuric sâu 700 mm. Thùng chứa rộng 1.000 mm và dài 1.600 mm, thể tích làm việc khoảng 1.050 lít. Lò sưởi hiện tại là một bộ phận thẳng tiêu chuẩn nhô vào đường dẫn phôi và đã hỏng sau 13 tháng. Đội bảo trì cần một lò sưởi vừa với bể sâu hơn, duy trì khả năng ngâm hoàn toàn và cung cấp công suất cần thiết ở mật độ watt an toàn.
Bể sâu 700 mm cung cấp chiều dài bộ sưởi có thể sử dụng nhiều hơn so với bể nông, nhưng bộ sưởi vẫn phải có kích thước phù hợp với không gian có sẵn và duy trì ngâm an toàn ở mức chất lỏng tối thiểu.
Giới hạn độ sâu ngâm
Một bể sâu 700 mm không cung cấp chiều dài lò sưởi có thể sử dụng được là 700 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 700 mm là 450–550 mm, tùy thuộc vào mạn khô và sự dao động của mực nước.
Một lò sưởi thẳng có chiều dài gia nhiệt 500 mm cung cấp chiều dài gia nhiệt 500 mm. Đối với công suất 5 kW ở mức 1,0 W/cm2, diện tích bề mặt cần thiết là 5.000 cm2. Với đường kính vỏ bọc 32 mm, diện tích bề mặt xấp xỉ 100 cm2 trên 100 mm chiều dài. Chiều dài gia nhiệt 500 mm chỉ cung cấp 500 cm²{14}}thiếu so với yêu cầu. Cần có đường kính vỏ bọc lớn hơn hoặc cấu hình nhiều đường chuyền.
| 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 5.000 cm2 |
|---|---|---|---|---|
| 500 mm | 300–350 mm | 300–350 cm2 | 471–550 cm2 | 1.429–1.667 mm |
| 600mm | 350–450 mm | 350–450 cm2 | 550–707 cm2 | 1.111–1.429 mm |
| 700mm | 450–550 mm | 450–550 cm2 | 707–864 cm² | 909–1.111 mm |
| 800mm | 550–650 mm | 550–650 cm2 | 864–1.021 cm² | 769–909 mm |
Yêu cầu về chiều dài và diện tích bề mặt được làm nóng đối với công suất 5 kW ở mức 1,0 W/cm2
Giải pháp máy sưởi hình chữ L{0}}hoặc hình chữ U{1}}
Bộ gia nhiệt nhúng PTFE hình chữ L{0}} hoặc hình chữ U{1}} uốn cong phần tử được làm nóng để vừa với nhiều diện tích bề mặt hơn vào một bể sâu. Một lò sưởi hình chữ L- điển hình có tiết diện dọc 500 mm và tiết diện ngang 600 mm cung cấp chiều dài được làm nóng 1.100 mm-dài gấp đôi chiều dài của lò sưởi thẳng trong cùng một độ sâu bể.
Với đường kính vỏ bọc 50 mm, chiều dài gia nhiệt 1.100 mm cung cấp diện tích bề mặt khoảng 1.728 cm². Diện tích đó vẫn còn thấp so với 5.000 cm2 cần thiết cho công suất 5 kW ở mức 1,0 W/cm2. Cần có cấu hình nhiều{11}}pass.
| Cấu hình máy sưởi | chiều dài nóng | Diện tích bề mặt ở mức 32 mm | Diện tích bề mặt ở mức 50 mm | Phù hợp với xe tăng 700 mm |
|---|---|---|---|---|
| Thẳng, 500 mm | 500 mm | 500 cm2 | 785 cm2 | Có, nhưng không đủ diện tích |
| hình chữ L{0}}, 500 + 600 mm | 1.100 mm | 1.100 cm2 | 1.728 cm2 | Đúng |
| Hình chữ U{0}}, 500 + 400 + 500 mm | 1.400 mm | 1.400 cm2 | 2.199 cm2 | Đúng |
| Nhiều{0}}vòng, 4 × 500 mm | 2.000mm | 2.000 cm2 | 3.142 cm2 | Đúng |
| Nhiều{0}}đường chuyền, 7 × 500 mm | 3.500 mm | 3.500 cm2 | 5.498 cm2 | Vừa vặn |
Cấu hình bộ gia nhiệt cho bể sâu 700 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 1.000 × 1.600 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{6}}có mặt cắt dọc 500 mm và mặt cắt ngang 600 mm lắp dọc theo bức tường 1.600 mm.
Bộ gia nhiệt phải được đặt sao cho phần được gia nhiệt ngập hoàn toàn ở mức chất lỏng tối thiểu. Một bể sâu 700 mm với mức chất lỏng 600 mm và mạn khô 100 mm cung cấp độ sâu hữu dụng 500 mm. Phần được làm nóng của thiết bị sưởi phải được đặt ở vị trí thấp hơn 450 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 sưởi nhiều đường chuyền trong bể sâu 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.
| 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 700 mm có công suất 5 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 có thiết kế nhiều-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 trong bể và điều kiện dòng chảy. Đối với các cơ sở có bể sâu, phương pháp{11}dành riêng cho ứng dụng này cung cấp diện tích bề mặt cần thiết trong không gian có sẵn.
