Nguyên nhân gây ra sự nóng lên không đồng đều xung quanh lò sưởi ngâm PTFE?

Gia nhiệt không đều là vấn đề thường gặp ở các bể chứa hóa chất. Bộ điều khiển nhiệt độ có thể hiển thị giá trị mục tiêu trong khi một khu vực của bồn tắm vẫn mát hơn đáng kể so với khu vực khác. Trong các trường hợp khác, cặn xuất hiện gần lò sưởi, chất lượng sản phẩm khác nhau giữa các vị trí bình chứa hoặc lò sưởi bật và tắt thường xuyên hơn dự kiến.

Đối với mộtLò sưởi ngâm PTFE, việc gia nhiệt không đều hiếm khi chỉ do một thông số gây ra. Hình dạng của bộ sưởi, mật độ năng lượng, sự tuần hoàn chất lỏng, hình dạng bể, vị trí lắp đặt và vị trí cảm biến-nhiệt độ đều có thể đóng góp.

Hệ thống sưởi không đồng đều bắt đầu với sự phân phối nhiệt

Một lò sưởi ngâm truyền năng lượng thông qua bề mặt gia nhiệt hoạt động của nó. Nếu năng lượng sưởi ấm tập trung ở một khu vực nhỏ, chất lỏng xung quanh sẽ nhận được lượng nhiệt cục bộ cao.

Thông lượng nhiệt bề mặt trung bình có thể được ước tính bằng:

q = P/A

Ở đâuPlà năng lượng sưởi ấm vàAlà khu vực sưởi ấm hoạt động.

Ví dụ, một lò sưởi 10 kW với diện tích hoạt động 0,5 m2 có thông lượng nhiệt trung bình minh họa là 20 kW/m2.

Cấu hình 10 kW thứ hai với diện tích hoạt động 1,0 m2 sẽ có giá trị trung bình là 10 kW/m2.

Việc tính toán không xác định thông lượng nhiệt cho phép phổ biến. Hiệu suất thực tế phụ thuộc vào cấu trúc PTFE, hóa chất trong bể, sự tuần hoàn, nhiệt độ và hình dạng của bộ gia nhiệt.

Lưu thông kém có thể tạo ra các vùng nhiệt độ

Chuyển động của chất lỏng là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến tính đồng nhất của nhiệt độ.

Khi tuần hoàn yếu, chất lỏng nóng có thể ở gần lò sưởi trong khi chất lỏng lạnh hơn ở xa hơn. Điều này tạo ra một gradient nhiệt độ bên trong bể.

Mối quan hệ truyền nhiệt-được đơn giản hóa là:

Q=hAΔT

Nếu chuyển động của chất lỏng xung quanh bề mặt gia nhiệt giảm thì hệ số truyền nhiệt hiệu quảhcũng có thể giảm.

Khi đó, hệ thống sưởi có thể yêu cầu chênh lệch nhiệt độ lớn hơn để truyền cùng một lượng điện năng vào bồn tắm.

Điều này đặc biệt quan trọng đối với các dung dịch hóa chất nhớt hoặc bể chứa có sự đối lưu tự nhiên hạn chế.

Vị trí máy sưởi có thể làm cho vấn đề tồi tệ hơn

Bộ gia nhiệt được lắp quá gần thành bể có thể tạo ra nhiệt không đều do chuyển động của chất lỏng xung quanh một phần bề mặt hoạt động bị hạn chế.

Các đường ống, vật gia công, vách ngăn, cấu trúc đáy bể- bên trong và đường hút hoặc xả có thể tạo ra hiệu ứng tương tự.

Việc xem xét cài đặt thực tế nên kiểm tra:

Khoảng cách giữa lò sưởi và thành bể

Khoảng cách từ đáy bể

Vị trí các cửa hàng lưu thông

Vị trí của dòng trở lại

Đường ống nội bộ

Khu vực tải phôi

vị trí cảm biến nhiệt độ-

Mục đích không chỉ đơn giản là đặt bộ gia nhiệt bên trong bể mà còn đặt vùng gia nhiệt hoạt động ở nơi có đủ trao đổi chất lỏng.

Nhiệt độ-Vị trí cảm biến có thể che giấu vấn đề

Một cảm biến nhiệt độ duy nhất có thể không đại diện cho toàn bộ bể.

Ví dụ: một cảm biến nằm gần đường hồi lưu tuần hoàn có thể phát hiện nhiệt độ-hỗn hợp trong khi góc ở xa vẫn lạnh hơn. Một cảm biến được đặt quá gần lò sưởi có thể gặp vấn đề ngược lại và phát hiện nhiệt độ tăng cao cục bộ.

Điều này có thể gây ra hiện tượng luân chuyển máy sưởi không cần thiết hoặc không đủ sưởi ấm ở nơi khác.

Đối với các bể lớn, vị trí cảm biến phải được đánh giá cùng với vị trí bộ sưởi và mô hình tuần hoàn. Nhiều điểm đo có thể phù hợp khi dự kiến ​​có sự chênh lệch nhiệt độ đáng kể trong không gian.

Các vấn đề về khoảng cách giữa các bộ sưởi trong bể lớn hơn

NhiềuLò sưởi ngâm PTFEcó thể cung cấp nhiều hệ thống sưởi phân tán hơn một khu vực sưởi ấm tập trung.

Tuy nhiên, chỉ thêm máy sưởi không tự động cải thiện tính đồng nhất.

Nếu nhiều lò sưởi được lắp đặt gần nhau, nhiệt có thể vẫn tập trung ở một vùng. Nếu các máy sưởi được đặt quá xa nhau, có thể hình thành các vùng nóng và lạnh riêng biệt.

Do đó, khoảng cách phải tuân theo hình dạng bể và tuần hoàn chất lỏng.

Mục tiêu thiết kế đơn giản hóa là phân bổ các vùng gia nhiệt sao cho nhiệt sinh ra có thể được truyền đi khắp khối lượng quy trình hữu ích thay vì tích tụ xung quanh các bộ gia nhiệt riêng lẻ.

Ví dụ về bản đồ nhiệt độ thực tế{0}}

Hãy xem xét một bể hóa chất minh họa với bốn vị trí đo:

Nếu bộ điều khiển được đặt ở 60 độ và cảm biến được đặt gần ổ cắm, hệ thống có thể hoạt động chính xác ngay cả khi bể chứa phạm vi nhiệt độ 57–68 độ.

Ví dụ này chứng minh tại sao độ chính xác của bộ điều khiển không đảm bảo tính đồng nhất về nhiệt độ.

Tiền gửi có thể tăng khả năng chịu nhiệt

Cặn hóa chất trên bề mặt gia nhiệt có thể làm phức tạp thêm quá trình truyền nhiệt.

Lớp cặn tạo ra điện trở nhiệt bổ sung giữa bộ phận làm nóng và chất lỏng. Khi điện trở đó tăng lên, máy sưởi có thể cần chênh lệch nhiệt độ chất lỏng-và-lỏng lớn hơn để truyền cùng một công suất.

Nếu cặn lắng không đều, các phần khác nhau của lò sưởi có thể hoạt động ở các điều kiện nhiệt khác nhau.

Do đó, việc kiểm tra thường xuyên và các quy trình kiểm soát-phòng tắm thích hợp có thể quan trọng đối với các quy trình dễ bị kết tinh, đóng cặn hoặc tích tụ hóa chất.

Cách khắc phục hệ thống sưởi không đều

Việc khắc phục sự cố nên kiểm tra toàn bộ hệ thống nhiệt thay vì tăng công suất máy sưởi ngay lập tức.

Kiểm tra hữu ích bao gồm:

Lập bản đồ nhiệt độ tại một số vị trí bể

Đo lưu thông chất lỏng thực tế

Kiểm tra tình trạng bề mặt lò sưởi

Kiểm tra khoảng cách lò sưởi

Đang xem xét khoảng cách giữa lò sưởi-đến-tường

Xác nhận vị trí cảm biến-nhiệt độ

So sánh nồng độ bể thực tế với đặc điểm kỹ thuật của quy trình

Kiểm tra xem khu vực sưởi ấm đang hoạt động có phù hợp với công suất cần thiết hay không

Việc tăng công suất mà không khắc phục tình trạng tuần hoàn kém có thể làm cho sự chênh lệch nhiệt độ cục bộ trở nên tồi tệ hơn.

Đối với mộtLò sưởi ngâm PTFE, hệ thống sưởi đồng đều phụ thuộc vào mối quan hệ giữa công suất, diện tích bề mặt hoạt động, chuyển động của chất lỏng, hình học lắp đặt và chiến lược điều khiển. Khi các thông số này được thiết kế cùng nhau, sự chênh lệch nhiệt độ có thể được giảm bớt mà không cần tăng thêm công suất sưởi quá mức.