Impjant kimiku ta 'speċjalità ħaddem reattur li pproċessa soluzzjoni ta' polimeru b'viskożità ta 'madwar 15,000 mPa·s f'temperatura operattiva. Il-heater ta 'immersjoni PTFE eżistenti kien falla wara erba' xhur. L-għant wera faxxa ratba u blistered tul is-sezzjoni msaħħna t'isfel, u r-reżistenza tal-insulazzjoni kienet waqgħet taħt it-8 MΩ. Ir-reattur ma kienx aġitat fis-sens konvenzjonali-huwa ħawwad paddle bil-mod li ċċaqlaq il-fluwidu viskuż bil-mod iżda ma ħoloqx fluss turbolenti fil-kisja tal-heater.
Il-fluwidi viskużi huma fundamentalment differenti minn banjijiet ibbażati fuq l-ilma-fl-imġieba tagħhom għat-trasferiment tas-sħana. Is-saff tal-konfini fil-għant tal-heater huwa oħxon u stabbli. Il-konvezzjoni naturali hija dgħajfa. Is-sħana ġġenerata mill-heater ma tistax taħrab b'mod effiċjenti, u t-temperatura tal-għant titla 'bosta 'l fuq mit-temperatura tal-fluwidu tal-massa.
Il-problema tat-trasferiment tas-sħana fil-fluwidi viskużi
F'fluwidu viskuż, il-koeffiċjent tat-trasferiment tas-sħana konvettiv huwa baxx. Għal fluwidu b'viskożità 100 darba dik tal-ilma, il-koeffiċjent jista 'jkun 10-20% tal-valur tal-ilma. Id-differenza fit-temperatura meħtieġa biex tittrasferixxi fluss tas-sħana partikolari hija ogħla b'mod korrispondenti.
Għal heater ta 'immersjoni PTFE li jaħdem f'1.0 W/cm² f'fluwidu viskuż, il-kisja-għal-distakk fit-temperatura tal-massa jista' jkun 40-60 grad . F'banju bbażat fuq l-ilma fl-istess densità ta' watt, id-distakk huwa 12-18 grad . Id-distakk ogħla jfisser li l-għant jaħdem f'temperatura ħafna ogħla għall-istess temperatura tal-massa.
| Vikożità tal-fluwidu | Relattiv għall-Ilma | Koeffiċjent Konvettiv | Ghat ΔT f'1.0 W/ċm² | Densità ta' Watt Sikura |
|---|---|---|---|---|
| Ilma | 1× | 1,000–2,000 W/m²·K | 12-18 grad | 1.5–2.0 W/ċm² |
| Żejt ħafif | 10× | 300–600 W/m²·K | 25-35 grad | 1.0–1.3 W/ċm² |
| Soluzzjoni polimeru | 100× | 100–250 W/m²·K | 40-60 grad | 0.6–0.9 W/ċm² |
| Polimeru tqil | 1,000× | 50–120 W/m²·K | 60-90 grad | 0.4–0.6 W/ċm² |
Trasferiment tas-sħana u densità ta 'watt sigura għal fluwidi viskużi
Immodifika l-Heater għal Servizz Viskuż
Il-heater għandu jiġi modifikat biex jaħdem b'mod sikur fil-fluwidu viskuż. Il-modifiki jindirizzaw it-tliet fatturi li jiddeterminaw it-temperatura tal-għant: id-densità tal-watt, l-erja tal-wiċċ u l-fluss.
Id-densità tal-watt għandha titnaqqas għall-firxa sikura għall-viskożità tal-fluwidu. Għal soluzzjoni ta 'polimeru b'100 darba l-viskożità ta' l-ilma, id-densità ta 'watt sigura hija 0.6–0.9 W/cm². Dan jeħtieġ aktar erja tal-wiċċ għall-istess wattage.
Erja tal-wiċċ akbar tinkiseb permezz ta' konfigurazzjoni multi-pass jew estiża. Ħiter li jkun mazz kompatt fl-ilma jsir element twil u mqassam fil-fluwidu viskuż.
Il-fluss fil-għant għandu jittejjeb. Stirrer bil-mod tal-paddle ma joħloqx fluss fil-wiċċ tal-heater. Eductor dedikat jew pompa żgħira tar-riċirkolazzjoni jistgħu jidderieġu l-fluss tul l-għant, inaqqas il-ħxuna tas-saff tal-konfini u jbaxxi t-temperatura tal-għant.
| Modifika | Effett fuq it-Temperatura tal-għant | Implimentazzjoni |
|---|---|---|
| Naqqas id-densità tal-watt għal 0.7 W/cm² | 15-25 grad aktar baxxi | Aktar erja tal-wiċċ |
| Żid l-erja tal-wiċċ 2× | 10-15 grad aktar baxxi | Konfigurazzjoni multi-pass |
| Żid eductor fil-għant | 15-25 grad aktar baxxi | Pompa żgħira jew arja kkompressata |
| Żid ċirku ta' ċirkolazzjoni mill-ġdid | 20-30 grad aktar baxxi | Pompa u pajpijiet |
Modifiki għal servizz viskuż u l-effett tagħhom fuq it-temperatura tal-għant
L-Isfida tal-Ġeometrija tar-Reattur
Reattur kimiku spiss ikollu ġeometrija differenti minn tank tal-kisi. Ir-reattur jista 'jkun ċilindriku b'koppla ta' fuq u ta 'isfel, b'xaft ċentrali ta' aġitatur u baffles. L-ispazju disponibbli għal heater huwa limitat għar-reġjun annulari bejn l-aġitatur u l-ħajt tal-bastiment.
Ħiter multi-pass b'erja tal-wiċċ kbira jista' ma jidħolx fl-ispazju annulari. Il-heater għandu jkun iddisinjat biex isegwi l-kurvatura tal-ħajt tal-bastiment jew biex joqgħod fl-ispazju disponibbli mingħajr ma jfixkel l-aġitatur.
| Tip ta' Reattur | Spazju Disponibbli | Konfigurazzjoni Rakkomandata tal-Heater |
|---|---|---|
| Ċilindriku, aġitatur | Gap annulari | Multi-pass kkurvati |
| Ċilindriku, l-ebda aġitatur | Volum sħiħ | Multi-pass ċentrali |
| Bastiment b'ġakketta | Spazju tal-coil intern | Coil jew bayonet |
| Reattur żgħir | Limited | Densità ta'-watt-baxxa |
Ġeometrija tar-reattur u konfigurazzjoni tal-heater
Meta Heater Standard Ma Jistax Jiġi Modifikat
Jekk ir-reattur ma jistax jakkomoda l-erja tal-wiċċ meħtieġa għal densità baxxa ta 'watt, l-għażliet huma li tnaqqas il-wattage, taċċetta ħajja ta' servizz iqsar, jew tuża metodu ta 'tisħin alternattiv. Skambjatur tas-sħana estern jista 'jkun aktar adattat għal servizz viskuż minħabba li jista' jipprovdi aktar erja tal-wiċċ f'volum iżgħar.
Meta Konfigurazzjoni Custom hija Meħtieġa
Konfigurazzjoni tad-dwana tal-heater ta 'immersjoni PTFE b'densità baxxa ta' watt, erja tal-wiċċ kbira, u awmentazzjoni tal-fluss hija mfassla għal servizz ta 'reattur viskuż. Il-proċess ta 'speċifikazzjoni jeħtieġ il-viskożità tal-fluwidu fit-temperatura operattiva, id-dimensjonijiet tar-reattur, it-tip u l-veloċità tal-aġitatur, il-wattage meħtieġ, u r-rekwiżit tal-uniformità tat-temperatura.
