Þegar hitari er lagaður fyrir nýjan tank er fyrsta spurningin oft "Hversu mörg wött á lítra?" Þó að nákvæmur útreikningur á hitatapi sé tilvalinn, veita skjót viðmiðunargildi gagnlegan upphafspunkt-sérstaklega þegar vökvagerðin breytir svarinu verulega. Mismunandi lausnir krefjast mismunandi aflþéttleika á hverja rúmmálseiningu og að nota eina reglu fyrir alla vökva leiðir annað hvort til hægfara hitunar eða skemmda á búnaði. Wött-á-lítra aðferðin er gróf stærðarviðmiðun sem byggist á dæmigerðu hitatapi iðnaðargeyma og æskilegum upphitunartíma-, en það verður að stilla hana fyrir tiltekinn vökva sem verið er að hita upp.
Hugmyndin um vött á lítra sem stærðarleiðbeiningar
Vött á lítra (W/gal) tjáir hitarafl sem þarf á hverja rúmmálseiningu af vökva til að viðhalda eða hækka hitastig við meðalaðstæður. Þessi mælikvarði gerir grein fyrir hitatapi í gegnum tankveggi, uppgufun vökvayfirborðs og hitaeiginleika vökvans. Fyrir mjög einangraða geyma með hægan upphitunarþörf- duga lægri W/gal gildi. Fyrir óeinangraða geyma eða hraða upphitun-þarf hærri gildi. Tölurnar sem gefnar eru upp hér að neðan gera ráð fyrir miðlungs einangruðum tanki (td 25–50 mm einangrun), umhverfishita upp á 20°C og æskilegan hitahækkun um 40–60°C.
Þumalputtareglur--Tillögur eftir tegund lausnar
Vatn og þynntar vatnslausnir
Fyrir vatn, afjónað vatn og flestar þynntar vatnslausnir (pH 6–8, lágt föst efni), er viðhaldssvið 10–15 W/gal venjulega nóg til að halda hitastigi gegn eðlilegu hitatapi. Fyrir upphafshitun-upp úr umhverfinu í 60–80°C innan 2–4 klukkustunda er mælt með 20–30 W/gal. Vatn hefur mikla sérvarmagetu (4,18 kJ/kg·K) og tiltölulega góða hitaleiðni, sem leyfir hærri wattaþéttleika án staðbundinnar ofhitnunar. Efri endi sviðsins (15 W/gal fyrir viðhald) á við um óeinangraða tanka eða þá sem eru með mikla yfirborðshræringu.
Olíur og litla-leiðnivökvar
Olíur (steinefnaolía, varmaolía, vökvaolía) og aðrir seigfljótandi vökvar þurfa verulega minna afl á lítra vegna lægri sérhita (1,8–2,4 kJ/kg·K) og lélegrar hitaleiðni. Viðhaldssvið 5–8 W/gal er staðalbúnaður. Upphitunargildi- ættu ekki að fara yfir 10–15 W/gal vegna þess að hærri kraftstyrkur veldur staðbundinni suðu á filmu og niðurbroti á yfirborði PTFE. Það kemur oft fram að notkun 10 W/gal til olíuviðhalds leiðir til of stórs og hröðrar PTFE bilunar. Nákvæmari aðferð felur í sér að reikna út nauðsynlega rafafl út frá olíumassa og sérhita og dreifa því afli yfir langa hitara lengd til að halda wattaþéttleika undir 0,8 W/cm².
Sýruböð (húðun, súrsun, anodizing)
Súrlausnir-eins og brennisteinssýra, saltsýra, krómsýra og nikkelasetatþéttiefni-hafa í mörgum tilfellum hærri eðlismassa og sérhita en vatn. Til dæmis hefur 20% brennisteinssýra ákveðinn hita sem er um það bil 3,5 kJ/kg·K, en eðlismassi hennar er um 1,14 kg/L, sem leiðir til rúmmálshitagetu sem er svipað eða hærri en vatn. Þar af leiðandi þurfa sýruböð oft 20–30 W/gal fyrir viðhald og 40–60 W/gal fyrir hraðan upphitun{11}}. Hærri gildin gera grein fyrir árásargjarnt hitatapi í gegnum tankveggi (margir sýrutankar eru gerðir úr pólýprópýleni eða PVDF, sem eru lélegir einangrunarefni) og þörfinni á að viðhalda nákvæmu hitastigi fyrir gæði málunar. Hins vegar verður að halda wattaþéttleika PTFE hitara við eða undir 1,5 W/cm², sem gæti þurft marga langa hitara frekar en eina stutta, háa-aflaeiningu.
Hlutverk Wattþéttleikamarka
Mikilvæg takmörkun sem hnekkir öllum reglum um wött-á- lítra er hámarks leyfilegur wattaþéttleiki fyrir PTFE hitara: 1,5 W/cm². Heildarafl verður að dreifa yfir nógu mikið yfirborð slíðurs til að haldast undir þessum mörkum. Fyrir olíuhitun er öruggur wattaþéttleiki mun lægri-venjulega 0,5–0,8 W/cm²-vegna lélegrar hitaleiðni og hættu á kókun. Þess vegna gæti 6 kW hitari fyrir olíutank þurft upphitaða lengd 2–3 sinnum lengri en 6 kW hitari fyrir vatn. Í reynd, þegar reiknað er út PTFE hitara vött á lítra fyrir olíu, er heildaraflinu vísvitandi haldið lágu (5–8 W/gal) þannig að jafnvel hóflegt yfirborð hitara helst undir 0,8 W/cm².
Fyrir sýruböð sem krefjast 30 W/gal getur heildaraflið verið hátt. Ef rúmmál tanksins er 100 lítra, bendir það til 3000 W (3 kW) til viðhalds. Við 1,5 W/cm² er nauðsynlegt upphitað yfirborð 2000 cm². Dæmigerður PTFE hitari með 25 mm þvermál hefur yfirborð sem er um það bil 78,5 cm² á 100 mm lengd. Þannig þarf upphitaða lengd sem er um 2550 mm (2,55 metrar). Þetta er hægt að ná með tveimur eða þremur beinum lóðréttum hitara eða langri L-laga hönnun.
Mikilvægir fyrirvarar
Þessi vött-á-lítra gildi eru upphafsáætlanir, ekki endanlegar forskriftir. Raunveruleg aflþörf fer eftir:
Tank einangrun: Óeinangraðir stál- eða plasttankar geta tvöfaldað hitatap.
Umhverfishiti: Kalt búðargólf (5–10°C) eykur hita-aflþörf.
Æskilegur-upphitunartími: Hálfur upphitunartími- tvöfaldar u.þ.b.
Yfirborðshræring: Loftblástur eða hreyfing hluta eykur uppgufunarhitatap.
Tank efni: Metal tankar leiða hita út; plastgeymar hafa minni hitaleiðni en geta haft þynnri veggi.
Fyrir nákvæma stærð er mælt með hitatapisútreikningi sem notar yfirborðsflatarmál tanksins, einangrunar R-gildi og æskilegan hitamun. Wött-á-lítra aðferðin er best notuð við upphaflega fjárhagsáætlun eða fyrir litla tanka (undir 50 lítra) þar sem nákvæmar útreikningar eru minna mikilvægir.
Niðurstaða
Reglur um vött-á- lítra bjóða upp á fljótlegt mat á stærð PTFE hitara: 10–15 W/gal fyrir vatn, 5–8 W/gal fyrir olíur og 20–30 W/gal fyrir sýruböð. Þessi gildi þjóna sem hagnýtur upphafspunktur, en endanleg stærð ætti að taka tillit til raunverulegs hitataps, æskilegrar upphitunartíma og mikilvægra PTFE wötta þéttleikamörk 1,5 W/cm² (lækkað í 0,5–0,8 W/cm² fyrir olíur). Rétt stærð kemur í veg fyrir bæði undirhitun (hæg framleiðsla, léleg vinnslugæði) og ótímabæra bilun í hitara (þurrbrennsla, niðurbrot PTFE). Til að tryggja áreiðanlega- langtíma notkun ætti að sameina vöttin-á-lítra viðmiðunarregluna með yfirborðsskoðun og, þar sem hægt er, fullri hitagreiningu á tankkerfinu.
