Pogon za završnu obradu metala trebao je zamjenski PTFE uronjeni grijač za 700 mm dubok spremnik za anodizaciju sumporne kiseline. Spremnik je bio širok 1.000 mm i dugačak 1.600 mm, radnog volumena od oko 1.050 litara. Postojeći grijač bio je standardna ravna jedinica koja je stršala u putanju obratka i otkazala je nakon 13 mjeseci. Tim za održavanje trebao je grijač koji bi odgovarao dubljem spremniku, održavao potpuno uranjanje i isporučivao potrebnu snagu pri sigurnoj gustoći vata.
Spremnik dubine 700 mm pruža veću iskoristivu duljinu grijača od plitkog spremnika, ali grijač ipak mora biti dimenzioniran tako da odgovara raspoloživom prostoru i održava sigurno uranjanje na minimalnoj razini tekućine.
Ograničenje dubine uranjanja
Spremnik dubine 700 mm ne daje 700 mm korisne duljine grijača. Razina tekućine mora biti dovoljno visoka da pokrije izratke, a grijač mora ostati potpuno potopljen na minimalnoj razini tekućine. U praksi, korisna grijana duljina u spremniku dubine 700 mm iznosi 450–550 mm, ovisno o nadvodnom boku i fluktuaciji razine.
Ravni grijač s grijanom duljinom od 500 mm daje 500 mm grijane duljine. Za rad od 5 kW pri 1,0 W/cm², potrebna površina je 5000 cm². Pri promjeru plašta od 32 mm, površina je približno 100 cm² na 100 mm duljine. Grijana duljina od 500 mm daje samo 500 cm²-daleko od zahtjeva. Potreban je veći promjer plašta ili više{16}}konfiguracija.
| Dubina spremnika | Upotrebljiva grijana duljina | Površina na omotaču od 32 mm | Površina na omotaču od 50 mm | Potrebna grijana duljina za 5000 cm² |
|---|---|---|---|---|
| 500 mm | 300–350 mm | 300–350 cm² | 471–550 cm² | 1 429–1 667 mm |
| 600 mm | 350–450 mm | 350–450 cm² | 550–707 cm² | 1.111–1.429 mm |
| 700 mm | 450–550 mm | 450–550 cm² | 707–864 cm² | 909–1 111 mm |
| 800 mm | 550–650 mm | 550–650 cm² | 864–1021 cm² | 769–909 mm |
Zahtjevi za grijanu duljinu i površinu za rad od 5 kW pri 1,0 W/cm²
Rješenje grijača u obliku slova L ili U-
PTFE uronjeni grijač u obliku slova L ili U- savija grijani element kako bi više površine stalo u duboki spremnik. Tipični grijač u obliku slova L s okomitim dijelom od 500 mm i vodoravnim dijelom od 600 mm daje 1100 mm grijane duljine-više od dvostruko veće duljine ravnog grijača u istoj dubini spremnika.
Pri promjeru plašta od 50 mm, 1100 mm grijane duljine daje približno 1728 cm² površine. To je još uvijek manje od 5000 cm² potrebnih za rad od 5 kW pri 1,0 W/cm². Potrebna je više{11}}konfiguracija.
| Konfiguracija grijača | Grijana duljina | Površina na 32 mm | Površina na 50 mm | Stavite u spremnik od 700 mm |
|---|---|---|---|---|
| Ravno, 500 mm | 500 mm | 500 cm² | 785 cm² | Da, ali nedovoljna površina |
| L-oblika, 500 + 600 mm | 1.100 mm | 1100 cm² | 1728 cm² | Da |
| U-oblika, 500 + 400 + 500 mm | 1.400 mm | 1400 cm² | 2,199 cm² | Da |
| Više{0}}prolazni, 4 × 500 mm | 2.000 mm | 2000 cm² | 3.142 cm² | Da |
| Više{0}}prolazni, 7 × 500 mm | 3.500 mm | 3500 cm² | 5498 cm² | Usko pristajanje |
Konfiguracije grijača za spremnik dubine 700 mm
Ugradnja grijača u spremnik
Grijač mora stati u raspoloživi prostor bez ometanja obratka ili protoka. U spremniku 1.000 × 1.600 mm, grijač se može postaviti duž jedne stijenke, ostavljajući središnji volumen za stalak za izratka. Višeprolazni grijač s okomitim dijelom od 500 mm i vodoravnim dijelom od 600 mm odgovara zidu od 1600 mm.
Grijač mora biti postavljen tako da grijani dio bude potpuno potopljen na minimalnoj razini tekućine. Spremnik dubine 700 mm s razinom tekućine od 600 mm i slobodnim bokom od 100 mm osigurava 500 mm korisne dubine. Grijani dio grijača trebao bi biti smješten u donjih 450 mm spremnika, s vrhom grijanog dijela najmanje 50 mm ispod minimalne razine tekućine.
Ujednačenost protoka i temperature
Više{0}}prolazni grijač u dubokom spremniku može stvoriti zasjenjenje protoka ako su prolazi preblizu. Tekućina između prolaza može stagnirati, smanjujući prijenos topline i stvarajući vruće točke. Razmak između prolaza trebao bi biti najmanje 30-40 mm kako bi se omogućio protok između njih.
Ako spremnik ima cirkulacijsku pumpu, grijač treba postaviti tako da protok prolazi kroz praznine između prolaza. Ako se spremnik oslanja na prirodnu konvekciju, grijač bi trebao biti postavljen tako da toplinska struja koja se diže može izaći bez zarobljavanja.
| Pass Spacing | Protok između prolaza | Hot Spot Rizik | Preporučena primjena |
|---|---|---|---|
| <20 mm | Jadno | visoko | Ne preporučuje se |
| 20–30 mm | Umjereno | Umjereno | Samo niska gustoća vata |
| 30–40 mm | Dobro | Niska | Većina aplikacija |
| >40 mm | Izvrsno | Vrlo nisko | Visoke gustoće ili viskozne tekućine |
Razmak prolaza i njegov učinak na protok i rizik od vrućih točaka
Kada standardni grijač ne može stati u spremnik
Spremnik dubine 700 mm s opterećenjem od 5 kW pri 1,0 W/cm² zahtijeva više-grijač koji standardne linije proizvoda možda ne nude. Prilagođena konfiguracija PTFE uronjenog grijača s više-prolaznim dizajnom, promjerom plašta od 50 mm i razmakom prolaza od 30–40 mm rješava glavni uzrok ograničenja prostora. Proces specifikacije zahtijeva dimenzije spremnika, raspon razine tekućine, potrebnu snagu u vatima, kemijski sastav kupke i uvjete protoka. Za objekte s dubokim spremnicima, ovaj-pristup specifičan za primjenu osigurava potrebnu površinu unutar dostupnog prostora.
