Að setja tvo öfluga PTFE-dýfahitara of nálægt saman í geymi kann að virðast vera skilvirk leið til að einbeita sér að hitunargetu, en fyrirkomulagið getur skapað vökva-virkt dautt svæði á milli frumefnanna. Hver hitari myndar hækkandi súlu af upphituðum vökva og þegar þessir hitastrókar rekast saman renna þeir saman í eitt óstöðugt flæðimynstur sem sveltir vökvann á milli hitara með réttri hringrás.
Í verkfræðiáskoruninni ummilli margra PTFE hitara hitatruflana, málið er ekki rafsamskipti eða geislunarhitun. Raunverulega vandamálið er truflað varmaflæði. Óviðeigandi bil dregur úr skilvirkni hitaflutnings, hækkar hitastig slíðunnar og skapar staðbundin heit svæði sem stytta líftíma hitara.
Hvernig PTFE hitari skapar náttúrulega convection
Lóðréttur PTFE-dýfihitari flytur varma inn í vökvann í kring, fyrst og fremst með convection.
Þegar vökvinn nærri slíðrinu hitnar:
Þéttleiki þess minnkar
Vökvinn rís upp
Kælir vökvi er dreginn inn að neðan og frá hliðum
Stöðug blóðrásarstrókur myndast
Þetta náttúrulega varmamynstur gerir hitanum kleift að dreifa sér um tankinn án þess að krefjast þvingaðs hræringar.
Lögun og styrkur stökksins fer eftir nokkrum þáttum, þar á meðal:
Hitaraafl
Vökva seigja
Geymir rúmfræði
Vökvahiti
Stilling hitari
Hitari með hærri rafafl skapa hraðari og breiðari loftræstingarstróka, en seigfljótandi vökvar framleiða hægara og þrengra flæðimynstur.
Hvað gerist þegar hitarar eru of nálægt saman
Vandamál byrja þegar aðliggjandi hitarar keppa um sama vökvann í kring.
Inntakssvæði sem keppa
Hver hitari þarf aðgang að kælirvökva í kringum neðri hluta hans til að viðhalda skilvirkri loftræstingu.
Ef annar hitari er settur of nálægt:
Inntakssvæði þeirra skarast
Framboð á köldum vökva verður takmarkað
Rennslishraði minnkar á milli hitara
Blóðrásin veikist
Hitararnir þurfa sitt eigið persónulega rými til að virka á áhrifaríkan hátt.
Myndun staðnaðs heits vasa
Þegar loftrennsli er takmarkað getur staðnað svæði myndast á milli hitara.
Þetta fasta svæði gæti upplifað:
Minni vökvahreyfing
Hækkaður staðbundinn hiti
Lélegur hitaflutningur
Minni kæling á yfirborði slíðunnar
Þegar varmaflutningsstuðullinn lækkar hækkar hitastig PTFE slíðunnar jafnvel þótt hitaraflið haldist óbreytt.
Niðurstaðan er oft gagnsæ:
Lægri heildarhitunarnýting
Aukin staðbundin ofhitnunarhætta
Hraðari öldrun slíðunnar
Meiri seyru- eða keðjumyndun í vinnsluvökva
Ráðlagt bil á milli PTFE hitara
Til að lágmarka hitauppstreymi er algengt að nota lágmarksmiðju-til-miðjubils.
Ráðlagður lágmarksfjarlægð
Ráðlagt bil er almennt:
1,5 til 2 sinnum upphituð lengd frumefnisins
Til dæmis:
| Upphituð lengd | Ráðlagt lágmarksbil milli miðju |
|---|---|
| 500 mm | 750–1000 mm |
| 1000 mm | 1500–2000 mm |
| 1500 mm | 2250–3000 mm |
Þetta bil gerir hverjum hitara kleift að koma á sjálfstæðum loftræstingarstökki án óhóflegra samskipta.
Hvers vegna þessi fjarlægð virkar
Við þennan aðskilnað:
Hver hitari getur dregið inn kaldari vökva sjálfstætt
Flæðissvelti er í lágmarki
Convection helst samhverft
Yfirborðshitaflutningur helst stöðugur
Hitastökkir geta samt haft samskipti nálægt efra tanksvæðinu, en neðra inntaksflæðið er nægilega einangrað til að virka rekstur.
Djúptankahugsanir
Mjög djúpir vinnslugeymar bjóða upp á frekari áskoranir um varmahitun.
Plume sameining í háum skriðdrekum
Þegar hitinn vökvi rís stækkar stökkurinn náttúrulega og hægir á sér.
Í djúpum tönkum:
Stökkir verða breiðari í hærri hæðum
Aðliggjandi stökkir geta runnið saman nálægt toppnum
Efri blóðrásarmynstur getur orðið óstöðugt
Fyrir háa geyma gæti því verið nauðsynlegt að stærra bil, jafnvel þótt aðskilnaður á lægri-stigi virðist vera fullnægjandi.
Seigfljótandi eða hituð vökvi
Hitaðar sýrur, málunarlausnir og óblandaðar efni verða oft seigfljótandi eða lagskipt við notkun.
Hærri seigja dregur úr náttúrulegum hringrásarstyrk, sem gerir nægilegt bil enn mikilvægara.
Áhrif hitatruflana á áreiðanleika hitara
Lélegt bil hefur meira áhrif en hitunarafköst ein og sér.
Hækkaður hitastig slíðunnar
Takmarkað flæði dregur úr vökvakælandi áhrifum í kringum hitari yfirborðið.
Afleiðingar geta verið:
Hærri hitastig slíðunnar
Hröðun PTFE öldrun
Innri hitavírspenna
Aukin hætta á kulnun
Ójöfn hitadreifing tanks
Truflanir geta skapað:
Staðbundnir heitir staðir
Hitalagskipting
Hægar hitunarsvæði
Ósamræmi í ferli
Í nákvæmum efnaferlum geta þessar hitabreytingar haft áhrif á gæði vöru eða viðbragðsstýringu.
Aðrar mótvægisaðferðir
Þegar tankstærð takmarkar líkamlegt bil geta aukaflæði-stýringaraðferðir stundum dregið úr truflunum.
Láréttir þverslár eða skífur
Lárétt hindrun eða lóðrétt skilrúm sem staðsett er á milli aðliggjandi hitara getur að hluta einangrað loftræstingarstróka þeirra.
Þessi mannvirki hjálpa:
Beindu inntaksflæði
Dragðu úr árekstri á strokum
Bættu blóðrásarstöðugleika
Hins vegar veltur árangurinn að miklu leyti á:
Geymir rúmfræði
Vökvaeiginleikar
Aflþéttleiki hitari
Staðsetning skífu
Hvers vegna líkamlegur aðskilnaður helst bestur
Þó að skífur geti bætt staðbundin flæðisskilyrði er líkamlegt bil áfram áreiðanlegasta og fyrirsjáanlegasta lausnin.
Náttúruleg varning skilar sér best þegar hver hitari hefur óheftan aðgang að nærliggjandi vökva.
Áhrif Watt Density
Styrkur loftræstingarstökksins fer einnig mjög eftir vöttþéttleika hitara.
Hár-watta-þéttleikahitarar
Árásargjarnari hitari skapa:
Hraðari stökkhraði
Stærri hringrásarsvæði
Sterkari hitauppstreymi
Þessi kerfi þurfa oft meira bil.
Lág-watta-þéttleiki hitarar
Íhaldssamur wattaþéttleiki framleiðir:
Mildari loftræsting
Minni stökkbreidd
Minni truflunarnæmi
Þetta er ein ástæða þess að lág-watta-þéttleiki PTFE hitarar eru almennt ákjósanlegir í ætandi efnageymum.
Ráðleggingar um útlit fyrir fjöl-hitaratanka
Hagnýtt fjöl-hitarafyrirkomulag ætti að hafa í huga:
Hitari hituð lengd
Heildarafl
Vökva seigja
Tankdýpt
Hræringaraðferð
Tilvist hindrana
Hitastig ferlisins
Samhverf staðsetning framleiðir venjulega stöðugasta hringrásarmynstrið yfir tankinn.
Þar sem hægt er ættu hitarar einnig að forðast beina staðsetningu nálægt:
Skriðdrekahorn
Soginntak
Þétt seyrusvæði
Innri burðarvirki
Niðurstaða
Rétt bil á milli margra PTFE hitara er einfaldur en afar mikilvægur þáttur í hönnun tanka. Þegar ofnar eru settir of þétt saman, trufla náttúrulegir varmastrókar þeirra hver annan og skapa stöðnuð heit svæði með lélegri blóðrás og minni skilvirkni varmaflutnings. Þessi hitatruflun getur hækkað hitastig slíðunnar, flýtt fyrir sliti á hitara og valdið ójafnri hitun tanks.
Milli-til-miðjubils sem er um það bil 1,5 til 2 sinnum upphituð lengd gerir almennt kleift að hvern hitari virki sjálfstætt, viðheldur stöðugu varmaflæði og skilvirkri kælingu í kringum slíðaryfirborðið. Í dýpri tönkum eða mjög seigfljótandi vökva getur enn meiri aðskilnaður verið nauðsynlegur til að koma í veg fyrir að mökkur sameinist á efra tanksvæðinu.
Þótt skífur og flæðistýringar geti stundum dregið úr truflunum, er líkamleg aðskilnaður áfram áreiðanlegasta lausnin. Í hitakerfishönnun batnar afköst oft ekki með því að þvinga íhluti nær saman, heldur með því að gefa hverjum þætti nóg pláss til að anda.
