Í olíu með mikilli-seigju (1.000–100.000 cP, Pr > 500) getur töf á hitamælingum frá hefðbundnum hitabrunnum farið yfir 5–10 mínútur, sem veldur lélegri vinnslustjórnun. Innbyggt hitahol-blindt gat sem er varanlega mótað í PFA slíðrið-dregur úr töf með því að setja hitaskynjarann beint á upphitaða svæðið án loftbils. Helstu hönnunarfæribreytur eru: veggþykkt hitabrunns (0,5–1,0 mm, ekki fullur PFA-veggurinn), efni (PFA eða þunnur-veggaður málmur) og fylling (hitapasta eða lág-bráðnandi málmblöndur). Fyrir 2 mm PFA hitavegg, mótað PFA hitahylki með 0,5 mm botnþykkt og fyllt með hitamassa dregur úr töf í 20–40 sekúndur fyrir olíu við 80 gráður. Hitahola úr málmi (1 mm OD, 0,2 mm vegg) innbyggður í PFA minnkar töf í 5–15 sekúndur. Samþætta hönnunin útilokar útsetningu skynjara fyrir árásargjarnri olíu á meðan viðbragðshraða er viðhaldið.
Töf heimildir og minnkunaraðferðir
Í hefðbundnum ytri hitahylki (soðið eða klemmt við hitarann) kemur töf frá þremur aðilum: (1) varmaleiðni í gegnum olíumarkalagið (ríkjandi í olíu með-seigju), (2) leiðni í gegnum hitabrunnsvegginn og (3) varmaleiðsla yfir loftbilið milli skynjara og brunns. Fyrir olíur með mikla-seigju er olíumarkalagið stærsta hitaflutningsþolið (h_olía=50–200 W/m²·K). Innbyggt hitahol útilokar loftbilið og dregur úr leiðsluleiðinni.
Töf minnkun þættir:
Notaðu þunnan botnþykkt (0,5 mm á móti . 2 mm) dregur úr leiðslutöf um 4×.
Fylltu hitabrunninn með varmamauki (k ≈ 3–5 W/m·K) útilokar loftbilið.
Notaðu hitahylki úr málmi (ryðfríu stáli, k≈15 W/m·K) í stað PFA (k≈0,2 W/m·K) fyrir skynjunaroddinn bætir svörun um 10–20×.
Thermowell hönnunarvalkostir fyrir PFA hitara
| Hönnun | Framkvæmdir | Veggþykkt (mm) | Fyllingarefni | Tímafasti τ (sekúndur, í 10.000 cP olíu við 80 gráður) | Töf í 90% (sekúndur) | Efnaþol | Kostnaðarhækkun |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ytri klemma-á | Málmklemma + skynjari | N/A (ytri) | Loft | 120–240 | 280–550 | Gott (ytri skynjari) | 5% |
| Ytri soðið hitabrunnur | Málmur vel soðinn á hitaraflans | 1,5 (málmur) | Loft | 60–120 | 140–280 | Frábært | 15% |
| Innbyggt PFA blindgat | Mótaður PFA vasi | 1.0 | Loft | 40–80 | 95–185 | Frábært | 20% |
| Innbyggt PFA + líma | 0.8 | Hitapasta (k=3 W/m·K) | 12–20 | 30–45 | Frábært | 25% | |
| Innbyggt PFA + þunnur botn | Mótað PFA með 0,5 mm botni | 0.5 | Líma | 8–12 | 20–28 | Frábært | 30% |
| Hitahellur úr málmi | Ryðfrítt stálrör (1 mm OD, 0,2 mm vegg) innfellt í PFA | 0,2 (málmur) | Paste eða málmblöndu | 3–5 | 7–12 | Gott (útsett fyrir málmi) | 40% |
| Innbyggður skynjari | RTD eða TC mótað beint í PFA (ekki-fjarlæganlegt) | 0 (skynjari óvarinn) | Engin | 1–2 | 3–5 | Frábært (PFA yfir skynjari) | 50% (ekki hægt að skipta um skynjara) |
Hönnunarleiðbeiningar
For high-viscosity oil service (>5.000 cP), fylgdu þessum reglum:
Lágmarksþykkt hitabrunns botns: 0,5 mm fyrir PFA, 0,2 mm fyrir málm. Þynnri hætta á að rofni eða skríði.
Thermal líma: Notaðu bórnítríð eða áloxíð fyllt sílikonmauk (k Stærra en eða jafnt og 3 W/m·K). Berið á undir lofttæmi til að fjarlægja loftbólur.
Gerð skynjara: Notaðu fínt-vírhitaefni (0,25 mm í þvermál) eða þunnt-filmu RTD (1 mm × 2 mm). Stærri skynjarar (6 mm í þvermál) auka seinkun.
Staðsetning: Staðsetjið hitahylkið á heitasta stað hitarans (venjulega 100–200 mm frá köldu endanum, sjá grein #70). Fyrir háa tanka, notaðu tvær hitahellur (efri og neðri) með meðaltali.
Hægt að skipta út: Fyrir mikilvæg ferli, notaðu færanlegan skynjara í PFA hitahylki (ekki hjúpað). Hitaholan er áfram í tankinum; Hægt er að draga skynjarann til kvörðunar án þess að tæma hann.
Framleiðsluhæfni
Innbyggt PFA hitahylki myndast við mótun á kalda hluta hitarisins eða með því að hiti-myndar dæld í slíðrið. Botnþykktinni er stjórnað af dornstöðu. Fyrir hitahylki úr málmi er þunnt -veggað ryðfrítt stálrör sett í mótið; PFA er sprautað- utan um það. Málmoddurinn skagar 5–10 mm inn í PFA, sem tryggir góða hitasnertingu. Málmurinn verður að vera samhæfður vinnsluvökvanum (316L fyrir mild, Hastelloy fyrir árásargjarn). Ekki nota kopar eða ál í ætandi þjónustu.
Dæmi um svið
Fjölliðaverksmiðja hitaði 50.000 cP plastefni úr 60 gráður í 120 gráður með því að nota PFA hitara með ytri klemmu -á hitaeiningu. Hitastig var 8 mínútur, sem olli 15 gráðu yfirskot og niðurbroti á plastefni. Verksmiðjan skipti hitaranum út fyrir samþætta PFA hitabrunnshönnun (0,6 mm botnþykkt, varmamassa). Töf lækkaði í 25 sekúndur. Hitastýring batnaði í ±1,5 gráður og niðurbrot plastefnis stöðvaðist. 300 $ sérsniðinn hitari kostnaður borgaði sig í 3 lotum.
Ályktun: Innbyggt Thermowell með Paste dregur úr töf til<30 Seconds
Fyrir olíur með mikla-seigju dregur innbyggður PFA hitahylki með þunnum botni (0,5–1,0 mm) og fyllingu með hitamassa úr hitamælingum úr 5–10 mínútum í 20–40 sekúndur-sem er 10–15× framför. Til að fá hröðustu svörun, tilgreindu hitahylki úr málmi (0,2 mm vegg) sem er innbyggður í PFA, sem ná töf upp á 5–15 sekúndur. Samþætta hönnunin viðheldur efnaþol á meðan skynjarinn er settur í millimetra frá vinnsluvökvanum. Innhjúpaðir skynjarar (ekki-fjarlæganlegir) veita hraðasta svörun en ekki er hægt að kvarða eða skipta út. Veldu byggt á gagnrýni ferlisins. Í olíu- með mikilli seigju er töf óvinurinn. Þunnir veggir, varmalíma og málminnlegg sigra seinkun. Hannaðu skynsamlega, brugðust fljótt við, stjórnaðu nákvæmlega.
