Impjant kimiku ta 'speċjalità meħtieġa biex issaħħan soluzzjoni ta' polimeru b'viskożità ta 'madwar 20,000 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 l-10 MΩ. Il-heater kien ġie speċifikat f'1.2 W/cm², li kien xieraq għall-ilma iżda wisq aggressiv għas-soluzzjoni tal-polimer viskuż.
Fluwidi ta 'viskożità għolja jippreżentaw sfida fundamentali għat-trasferiment tas-sħana. Is-saff tal-konfini termali oħxon fil-wiċċ tal-heater jaqbad is-sħana, u t-temperatura tal-wiċċ tal-heater titla 'bosta 'l fuq mit-temperatura tal-fluwidu tal-massa. Id-densità tal-watt sikur tinżel proporzjonalment mal-viskożità. Il-konfigurazzjoni tal-heater għandha tkun iddisinjata biex tipprovdi l-erja tal-wiċċ meħtieġa fid-densità baxxa tal-watt, u l-fluss fil-wiċċ tal-heater għandu jinżamm biex titnaqqas il-ħxuna tas-saff tal-konfini.
Il-problema tat-trasferiment tas-sħana fil-fluwidi ta 'viskożità għolja
F'fluwidu b'viskożità 100 darba dik tal-ilma, il-koeffiċjent tat-trasferiment tas-sħana konvettiv huwa 10-20% tal-valur tal-ilma. Id-differenza fit-temperatura meħtieġa biex tittrasferixxi fluss tas-sħana partikolari hija ogħla b'mod korrispondenti. Għal heater li jaħdem f'1.0 W/cm² f'fluwidu ta' viskożità 100×, id-distakk tat-temperatura tal-wiċċ-għall--massa jista' jkun ta' 40–60 grad .
It-temperatura għolja tal-wiċċ taċċellera d-degradazzjoni tal-PTFE. Il-polimeru jirtab, jitlef l-istabbiltà dimensjonali, u jsir aktar permeabbli. Il-heater jonqos minn barra għal ġewwa.
| Viskożità tal-fluwidu | Relattiv għall-Ilma | Koeffiċjent Konvettiv | Wiċċ 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 |
| 10× | 10× | 300–600 W/m²·K | 25-35 grad | 1.0–1.3 W/ċm² |
| 100× | 100× | 100–250 W/m²·K | 40-60 grad | 0.6–0.9 W/ċm² |
| 1,000× | 1,000× | 50–120 W/m²·K | 60-90 grad | 0.4–0.6 W/ċm² |
Trasferiment tas-sħana u densità ta 'watt bla periklu għal fluwidi ta' viskożità għolja
Il-Konfigurazzjoni ta' Multi-Pass
Konfigurazzjoni multi-pass tqassam il-wiċċ tat-tisħin fuq żona akbar, u tnaqqas id-densità tal-watt għal kull unità ta' erja. Il-passaġġi huma rranġati biex jimmassimizzaw l-erja tal-wiċċ fil-volum disponibbli tal-bastiment u biex jippermettu l-fluss bejniethom.
Għal dazju ta' 6 kW f'0.7 W/cm², l-erja tal-wiċċ meħtieġa hija 8,571 ċm². Ħiter b'ħafna-passaġġ b'dijametru ta' għant ta' 50 mm u tmien passaġġi ta' 700 mm kull wieħed jipprovdi madwar 8,796 cm²-biżżejjed għad-dmir. Il-passaġġi huma spazjati 40–50 mm 'il bogħod minn xulxin biex jippermettu l-fluss bejniethom.
| Wattage | Densità ta' Watt Sikura | Żona tal-wiċċ Meħtieġa | Jgħaddi f'għata ta' 50 mm | Pass Tul | Pass Spazjar |
|---|---|---|---|---|---|
| 3 kW | 0.7 W/ċm² | 4,286 ċm² | 4 | 700 mm | 40 mm |
| 4 kW | 0.7 W/ċm² | 5,714 ċm² | 5 | 700 mm | 40 mm |
| 5 kW | 0.7 W/ċm² | 7,143 ċm² | 7 | 700 mm | 45 mm |
| 6 kW | 0.7 W/ċm² | 8,571 ċm² | 8 | 700 mm | 45 mm |
| 8 kW | 0.7 W/ċm² | 11,429 ċm² | 10 | 700 mm | 50 mm |
Konfigurazzjonijiet multi-pass għal soluzzjonijiet ta' polimeru ta' viskożità għolja
Awment tal-Fluss għal Fluwidi Vikużi
Konfigurazzjoni multi-pass waħedha mhix biżżejjed f'fluwidu viskuż. Il-fluss fil-wiċċ tal-heater għandu jinżamm biex titnaqqas il-ħxuna tas-saff tal-konfini. Eductor dedikat jew pompa żgħira ta 'riċirkolazzjoni tista' tidderieġi l-fluss tul il-passaġġi.
Veloċità lokali ta '0.3–0.5 m/s hija biżżejjed biex tnaqqas il-ħxuna tas-saff tal-konfini u tnaqqas it-temperatura tal-wiċċ bi 15-25 grad. Il-fluss m'għandux għalfejn ikun qawwi-jeħtieġ li jkun dirett lejn il-wiċċ tal-heater.
| Metodu ta 'Awment tal-Fluss | Veloċità Lokali | Tnaqqis ΔT tal-wiċċ | Implimentazzjoni |
|---|---|---|---|
| Edukatur fil-heater | 0.3–0.5 m/s | 15-25 grad | Pompa żgħira jew arja kkompressata |
| Loop ta' riċirkolazzjoni | 0.4–0.6 m/s | 20-30 grad | Pompa u pajpijiet |
| Aġitazzjoni mekkanika | 0.2–0.4 m/s | 10-20 grad | Aġitatur jew ħawwad |
| Pajp sparge | 0.1–0.2 m/s | 8-15 grad | Arja kkompressata |
Metodi ta' awmentazzjoni tal-fluss għal fluwidi viskużi
Konsiderazzjonijiet 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.
Konfigurazzjoni mgħawġa b'ħafna-pass li ssegwi l-ħajt tal-bastiment timmassimizza l-erja tal-wiċċ fl-ispazju annulari. Il-passes huma rranġati f'ċirku madwar l-aġitatur, b'kanali tal-fluss bejniethom.
Meta Heater Standard Ma Jistax Jintuża
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.
Konfigurazzjoni personalizzata ta 'heater ta' immersjoni PTFE b'passes multipli, densità baxxa ta 'watt, u awmentazzjoni tal-fluss hija mfassla għal soluzzjonijiet ta' polimeru ta 'viskożità għolja. Il-proċess ta 'speċifikazzjoni jeħtieġ il-viskożità tal-fluwidu fit-temperatura operattiva, id-dimensjonijiet tal-bastiment, it-tip u l-veloċità tal-aġitatur, il-wattage meħtieġ, u r-rekwiżit tal-uniformità tat-temperatura.
