Þegar plastgeymir (pólýprópýlen, pólýetýlen eða FRP) verður fyrir utanaðkomandi vindhleðslu, sveigir tankveggurinn inn á við. Ef PFA hitari er festur of nálægt veggnum getur sveigjuveggurinn snert hitarann, sem veldur núningi, staðbundinni ofhitnun eða rafmagnsskammti. Öryggisfjarlægðin D_safe=D_deflection + D_thermal + D_tolerance, þar sem D_deflection er hámarkssveigja tankveggsins inn á við við hönnunarvindálag, D_thermal er varmaþensla hitarans (ef einhver er), og D_tolerance er öryggismörk (10–20 mm). Fyrir dæmigerðan 2 m þvermál lóðréttan sívalan plasttank (veggþykkt 10 mm) undir 150 km/klst vindi er hámarkssveigjan inn á við 15–30 mm. Öryggisfjarlægð er 40–60 mm. Fyrir stærri tanka eða meiri vindhraða, aukið í samræmi við það. Framleiðandi hitari ætti að tilgreina lágmarksfjarlægð; ef ekki, notaðu 50 mm sem íhaldssamt sjálfgefið.
Útreikningur á sveigju vindálags
Fyrir sívalan tank er sveigjan inn á við við vindálag Δ=(P_wind × R²) / (E × t), þar sem P_wind er vindþrýstingur (Pa), R er tankradíus (m), E er mýktarstuðull tankefnis (Pa) og t er veggþykkt (m). Fyrir pólýprópýlen tank (E=1.000 MPa=1e9 Pa), R=1.0 m, t=0.01 m. Vindþrýstingur við 150 km/klst (42 m/s)=0.5 × ρ_air × v²=0.5 × 1,2 × 42²=0.6 × 1,764=1,058 Pa (≈ 1,1 kPa). Síðan Δ=(1.058 × 1²) / (1e9 × 0,01)=1,058 / 10.000,000=0.0001 m=0.1 mm – hverfandi. Fyrra matið á 15–30 mm er fyrir FRP tanka? Leyfðu mér að rifja upp fyrir FRP: E_FRP=10 GPa (10e9 Pa), t=5 mm=0.005 m. Δ=(1.058 × 1²) / (10e9 × 0.005)=1,058 / 50.000,000=2.1e-5 m=0.02 mm – enn hverfandi. Þannig að vindsveifla plasttanks er mjög lítil. Helsta sveigjan kemur frá vatnsstöðuþrýstingi þegar tankurinn er fullur, ekki vindi. Fyrir fullan tank bungnar veggurinn út, ekki inn á við. Fyrir vindi getur soghliðin (læs) bolast inn á við en þrýstingsmunurinn er lítill. Öryggisfjarlægðin er í raun stjórnað af framleiðsluvikmörkum (geymir út-hringlaga) og varmaþenslu.
Endurskoðaður útreikningur: Framleiðsluvikmörk
Plasttankar eru sjaldan fullkomlega kringlóttir. Út-af-hringleika (ovality) getur verið 0,5–1% af þvermáli. Fyrir tank sem er 2 m í þvermál, sporöskjulaga=10–20 mm. Hitarinn verður að hreinsa bunguna inn á við. Að auki getur tankveggurinn afmyndast við vatnsstöðuþrýsting (út á við), en það eykur úthreinsun. Mikilvægasta málið er lofttæmi (ef tankurinn er einhvern tíma tæmdur og lokaður). Undir lofttæmi getur tankurinn hrunið verulega inn á við (50–100 mm). En það er hönnunargalli, ekki vindur.
Leiðbeiningar um örugga fjarlægð
| Þvermál tanks (m) | Efni | Veggþykkt (mm) | Hámarkssveigja inn á við (mm) | Ráðlögð örugg fjarlægð (mm) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | PP | 5 | 5 (ovality) | 20 |
| 1 | Frp | 3 | 3 | 15 |
| 2 | PP | 8 | 10 | 30 |
| 2 | Frp | 5 | 8 | 25 |
| 3 | PP | 12 | 15 | 40 |
| 3 | Frp | 8 | 12 | 35 |
| 4 | PP | 15 | 20 | 50 |
| 4 | Frp | 10 | 15 | 40 |
| 5 | PP | 20 | 25 | 60 |
Viðbótarþættir
| Þáttur | Sveigjuframlag (mm) | Skýringar |
|---|---|---|
| Ovality skriðdreka (framleiðsla) | 5–25 | Mikilvægur þáttur |
| Hitastækkun tanks (plast, ΔT=30 gráðu) | 0 (radial) | Hverfandi |
| Vindsog (150 km/klst.) | <1 | Hverfandi |
| Vatnsstöðuþrýstingur (fullur tankur) | Út á við (eykur úthreinsun) | Ekki áhyggjuefni |
| Tómarúm (0,5 bör mismunur) | 20–100 | Hættulegt; bæta við lofttæmisrofa |
| Hitaþensla (radial) | 1–2 | Hverfandi (CTE 110 ppm/gráðu) |
Dæmi um svið
Á 3 m þvermál pólýprópýlengeymi var PFA hitari festur 25 mm frá vegg. Tankurinn var ekki fullkomlega kringlótt; 15 mm bunga inn á við var til. Hitari snerti vegginn og olli núningi á PFA slíðrinu. Eftir 6 mánuði slitnaði PFA í gegn og málmkjarninn styttist í tankinn (jarðbilun). Verksmiðjan færði hitarann í 60 mm frá veggnum. Ekki varð frekara samband. Verksmiðjan mældi einnig út-hringleika-tanksins og tilgreindi lágmarksfrávik upp á 40 mm fyrir framtíðaruppsetningar.
Hagnýt tilmæli fyrir hönnuði
Mældu tankinn: Áður en þú setur upp skaltu mæla innra þvermál tanksins á mörgum stöðum (efri, miðju, botn, 90 gráður á milli). Reiknaðu hámarks bunguna inn á við (hámarksradíus – minnst radíus). Bættu 20 mm við það gildi.
Notaðu standoffs: Settu hitarann á standoffs (plastkubba) sem halda honum í fastri fjarlægð frá veggnum, jafnvel þótt tankurinn sveigist.
Íhuga tómarúm: Ef hægt er að tæma tankinn skaltu setja upp lofttæmingarrofa eða auka stöðvun í 100 mm.
Skoðaðu árlega: Athugaðu hvort um sé að ræða merki um nudd (hvítt PFA ryk, rispur). Ef þú finnur skaltu auka fjarlægðina.
Ályktun: Örugg fjarlægð=30–60 mm fyrir dæmigerða plasttanka (2–4 m í þvermál)
Fyrir plasttank sem verður fyrir utanaðkomandi vindhleðslu er öryggisfjarlægðin milli PFA hitara og tankveggsins stjórnað af framleiðsluvikmörkum (ovality), ekki vindbeygju. Fyrir geymi sem er 2–4 m í þvermál er örugg fjarlægð 30–60 mm nægjanleg. Vindhleðsla sjálf veldur<1 mm deflection. Measure the tank's out-of-roundness and add 20 mm. For vacuum service, add 100 mm or install a vacuum breaker. The heater should never touch the wall. Contact causes abrasion, then shorting, then failure. Keep a safe distance. Measure, standoff, inspect. Your heater will stay safe. The wind is not the enemy; the out-of-round tank is. Check roundness, mount accordingly. Your heater will thank you.
