Segulhrærivél, með snúningsstöng úr PTFE-húðuðum segli neðst á bikarglasi eða litlum reactor, er hrein og skilvirk leið til að blanda vökva. En virkni þess er háð snúnings segulsviði sem fer beint í gegnum tankvegginn. Dýfahitari, stór málmhlutur, sem settur er við hliðina á þessu sviði getur truflað hann og virkað eins og segulbremsa. Að velja PTFE hitara fyrir slíkan tank krefst vandlega íhugunar um staðsetningu og snjalla hagnýtingu á frábæru þvinguðu loftræstingu sem hrærivélin veitir.
Segultruflunaráskorunin
Segulhrærarar virka með því að tengja ytri segul sem snúist (staðsettur undir eða við hlið tanksins) við innri hræristang sem er húðaður með PTFE. Segulsviðið fer í gegnum tankvegginn sem er ekki segulmagnaður (venjulega gler, plast eða ryðfrítt stál með lágt segulgegndræpi) og veldur því að hræristöngin snýst. Sérhver járnsegul- eða rafleiðandi hlutur sem er settur innan þess sviðs getur:
Dragðu í sig segulflæði, sem veikir tenginguna milli ytri drifsins og hræristöngarinnar.
Búðu til hvirfilstrauma (ef leiðandi) sem mynda andstæð segulsvið og virka sem bremsa á hræristöngina.
Hindra líkamlega frjálsan snúning hræristangarinnar ef hitarinn skagar út í neðri hluta tanksins.
A Val á segulhræru úr PTFE hitaratankiverður því að byrja á skýrri meginreglu: hitarinn verður að vera þannig staðsettur að hann liggi ekki í beinni segulbrautinni milli ytri drifbúnaðarins og innri hræristangarinnar. Sem betur fer er PTFE sjálft ekki segulmagnað og truflar ekki sviðið. Hins vegar er hitaeiningin inni í PTFE slíðinni venjulega viðnámsmálmvír (td nikkel-króm eða kopar-nikkel álfelgur). Þó að þessar málmblöndur séu oft veikt segulmagnaðir eða ekki járnsegulmagnaðir, getur það eitt að vera til staðar af leiðandi málmi í segulsviði til skiptis framkallað hvirfilstrauma. Þessir straumar eyða orku og framleiða hemlunarátak á hræristöngina.
Staðsetningaraðferðir til að forðast segultruflanir
Mælt er með eftirfarandi leiðbeiningum um staðsetningu til að koma í veg fyrir truflun á segulhrærivélinni:
Uppsetning á hlið, utan miðju– PTFE hitari er settur í gegnum hliðarport tanksins, staðsettur nálægt tankveggnum en fjarri miðju botnsins. Ytri seguldrifinn er staðsettur beint fyrir neðan tankbotninn (eða í kringum neðri hliðina). Það er venjulega nóg að hafa nokkra sentímetra aðskilnað á milli málmkjarna hitarans og segulflæðisbrautar hræristangarinnar. Segulsviðsstyrkur minnkar hratt með fjarlægð (u.þ.b. sem andhverfur teningur fjarlægðar fyrir tvípólsvið). 5–10 cm aðskilnaður er oft fullnægjandi til að draga úr truflunum niður í hverfandi magn.
Lóðrétt staðsetning hitari– Lóðréttur PTFE dýfahitari er festur í gegnum tanklokið, sem nær niður á við en stoppar vel fyrir ofan snúningssvæði hræristangarinnar. Þetta fyrirkomulag setur málmkjarna hitarans langt frá segultengisvæðinu. Hræristöngin snýst frjálslega neðst á meðan hitarinn hitar vökvann að ofan.
Stilling hitari samsíða sviðslínum– Þegar óhjákvæmilegt er að komast hjá hliðarhitara ætti hitarinn að vera þannig stilltur að málmkjarna hans liggi samsíða segulsviðslínunum frekar en hornrétt. Hornréttir leiðarar upplifa stærri framkallaða hvirfilstrauma.
Notkun á hitaeiningum sem ekki eru úr járni með mikilli viðnám– Sumir PTFE hitarar eru smíðaðir með hitaeiningum úr málmblöndur með mikilli viðnám (td CuNi44) sem hafa litla segulgegndræpi. Slík efni mynda lágmarks hvirfilstrauma og eru ákjósanleg fyrir hrærða tanka.
Nýttu þvingaða convection fyrir meiri wattaþéttleika
Segulhrærivélin er ekki aðeins uppspretta hugsanlegra truflana; það er líka öflugur hitauppstreymi. Í kyrrlátum (óhrærðum) tanki byggir varmaflutningur frá PTFE hitaslíðrinu yfir í magn vökvans á náttúrulegri varmrás. Náttúrulegir varmastuðlar eru lágir-venjulega 100–500 W/m²·K-sem takmarkar leyfilegan wattaþéttleika (varmaflæði) við u.þ.b. 10–20 W/in² (1,5–3 W/cm²) til að halda hitastigi slíðunnar undir öruggum mörkum fyrir PTFE (u.þ.b. 10–1 gráðu fyrir samfellda lausn).
Í segulhrærðum tanki myndar snúningshræristangurinn kröftugt magnflæði og háan staðbundinn hraða framhjá yfirborði hitarisins. Þvinguð varmaflutningsstuðull getur verið nokkrum sinnum hærri en náttúruleg varmaspenna-venjulega 500–2000 W/m²·K, allt eftir hraða hrærivélarinnar, seigju vökva og rúmfræði hitara. Þessi aukni stuðull leyfir marktækt hærri wattaþéttleika án þess að fara yfir PTFE slíðurhitamörkin.
Hagnýt valviðmið fyrir PTFE hitara í hrærðum tankum
Þegar PTFE hitari er valinn fyrir tank með segulhræru eru eftirfarandi breytur metnar:
| Stilling | Tilmæli |
|---|---|
| Hitari lögun | Lóðrétt stöng eða L-lögun á hlið; forðastu U-laga þætti sem ná yfir neðsta miðjuna |
| Uppsetningarstaður | Í gegnum tanklokið (inngangur að ofan) eða hliðarvegg sem er nógu hár til að hreinsa brautina fyrir hræristanginn |
| Hitaefni efni | CuNi álfelgur eða önnur álfelgur sem hefur mikla viðnám og lítið gegndræpi |
| PTFE slíðurþykkt | Standard (0,5–1,0 mm) er nóg; þykkari slíður draga örlítið úr hitaflutningi en eru ekki nauðsynlegar fyrir vélræna vörn í hrærðum tanki |
| Watt þéttleiki | 30–50 W/in² (4,5–7,5 W/cm²) fyrir vatnslíka vökva með miðlungs til kröftugri hræringu; minnkað í 20–30 W/in² fyrir seigfljótandi olíur eða hægt hrært |
| Hitastýring | Sérstakt hitaeining eða RTD sett fjarri hitaranum og frá segulsviði hræristangarinnar (td í gegnum sérstaka tengi) |
| Hámarkshiti slíðunnar | Minna en eða jafnt og 110 gráður fyrir langan PTFE líftíma; hærra hitastig getur valdið aflögun eða efnafræðilegu niðurbroti |
Aðferðarathugið: Forðastu snertingu við hræristangir og slit
Jafnvel með réttri staðsetningu getur hræristöngin stundum orðið óstöðug á miklum hraða eða með seigfljótandi vökva, sem veldur því að hún rís eða sveiflast. Hægt er að setja vélræna hindrun-eins og PTFE-húðaðan hring eða lítinn afstöðu- neðst á tankinum til að takmarka lóðrétta ferð hræristöngarinnar og koma í veg fyrir að hann lendi í hitaranum. Að auki ætti að skoða hitaslíðurið reglulega með tilliti til slitmerkja ef vitað er að hræristöngin snertir stundum. Slitið PTFE slíður afhjúpar málmhitunareininguna fyrir vinnsluvökvanum, sem leiðir til tæringar og bilunar í hitara.
Kostir þess að samþætta PTFE hitara með segulhræru
Þegar rétt er valið og komið fyrir, býður samsetning PTFE hitara og segulhræru upp á nokkra kosti:
Fyrirferðarlítill tankhönnun- Engin þörf á ytri dælulykkju eða innri skrúfuás; bæði blöndun og hitun eru í lokuðu, tæringarþolnu kerfi.
Hrein, agnalaus aðgerð- Engin vélræn innsigli eða smurefni; hræristöngin er að fullu PTFE-hjúpuð og hitarinn hefur enga hreyfanlega hluta.
Aukinn hitaflutningur– Eins og fram hefur komið gerir þvinguð loftræsting minni, ódýrari hitari kleift að ná sömu skyldu.
Samræmd hitadreifing– Hræring útilokar varmalagskiptingu, tryggir stöðugt hitastig í gegnum tankinn, sem bætir hvarfhvörf og gæði vörunnar.
Niðurstaða
Segulhrærivél er öflugur varmabandamaður fyrir PTFE hitara, sem gerir þéttari hönnun með meiri krafti, að því tilskildu að hitari sé settur með ígrundaðri virðingu fyrir ósýnilegu segulkraftunum sem eru í leik. Með því að staðsetja hitarann í burtu frá beinni segultengingarleiðinni-með hliðarfestum eða lóðréttum stillingum-og með því að nýta sér aukna þvingaða loftræstingu til að auka wattaþéttleika á öruggan hátt, næst skilvirk og áreiðanleg upphitunarlausn. Besta tankhönnunin samþættir blöndunina og hitunina í eitt samvirkt kerfi, þar sem hrærivélin gerir ekki aðeins einsleitan vökvann heldur bætir einnig virkan afköst hitarans.
