Et pletteringsverksted trengte en erstatnings PTFE el-patron for en 600 mm dyp nikkelbeleggstank. Tanken var 800 mm bred og 1200 mm lang, med et arbeidsvolum på omtrent 550 liter. Den eksisterende varmeren hadde vært en standard L--formet enhet som stakk ut i arbeidsstykkebanen og hadde sviktet etter 14 måneder. Vedlikeholdsteamet ønsket en spesialtilpasset varmeovn som passet til tankens tilgjengelige plass, operere med lav watttetthet og unngå å blokkere arbeidsstykkene.
Å tilpasse en PTFE-dykkvarmer for en spesifikk tankdybde krever balansering av fire begrensninger: den tilgjengelige nedsenkingsdybden, det nødvendige overflatearealet for lav watttetthet, tankgeometrien og strømningsforholdene på varmeapparatets plassering.
Neddykkingsdybdebegrensningen
En 600 mm dyp tank gir ikke 600 mm brukbar varmeovnslengde. Væskenivået må være høyt nok til å dekke arbeidsstykkene, og varmeren må forbli helt nedsenket på minimum væskenivå. I praksis er brukbar oppvarmet lengde i en 600 mm dyp tank 350–450 mm, avhengig av fribord og nivåsvingninger.
En standard rett varmeovn med 400 mm oppvarmet lengde gir omtrent 400 cm² overflateareal ved en diameter på 32 mm. Det er altfor lite for drift med lav-watt-tetthet ved typiske pletteringseffekter. En kraft på 4 kW ved 1,0 W/cm² krever 4000 cm²-ti ganger overflaten til en enkelt rett passering.
| Tankdybde | Brukbar oppvarmet lengde | Overflateareal ved 32 mm kappe | Overflateareal ved 50 mm kappe | Oppvarmet lengde nødvendig for 4000 cm² |
|---|---|---|---|---|
| 400 mm | 250–300 mm | 250–300 cm² | 393–471 cm² | 2 000–2 667 mm |
| 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 | 889–1 143 mm |
| 700 mm | 450–550 mm | 450–550 cm² | 707–864 cm² | 727–909 mm |
Krav til oppvarmet lengde og overflateareal for 4 kW bruk ved 1,0 W/cm²
Multi-Pass-løsningen
Løsningen for en grunn tank er en flergangsvarmer.- Det oppvarmede elementet bøyes til en serpentin- eller U--formet konfigurasjon som passer innenfor den tilgjengelige dybden samtidig som det gir flere oppvarmede passeringer. En varmeovn med fire-passasjer med 400 mm passeringer gir 1600 mm oppvarmet lengde i et fotavtrykk på omtrent 400 × 200 mm.
Ved en kappediameter på 50 mm gir 1600 mm oppvarmet lengde omtrent 2513 cm² overflateareal. Det er fortsatt mindre enn de 4000 cm² som kreves for en 4 kW-drift ved 1,0 W/cm². Et større antall passeringer eller en større kappediameter er nødvendig.
| Antall passeringer | Passlengde | Total oppvarmet lengde | Fotavtrykk (ca.) | Overflate (50 mm) | Maks effekt på 1,0 W/cm² |
|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 400 mm | 800 mm | 400 × 100 mm | 1257 cm² | 1,3 kW |
| 4 | 400 mm | 1.600 mm | 400 × 200 mm | 2513 cm² | 2,5 kW |
| 6 | 400 mm | 2.400 mm | 400 × 300 mm | 3770 cm² | 3,8 kW |
| 8 | 400 mm | 3.200 mm | 400 × 400 mm | 5027 cm² | 5,0 kW |
Fler-pass-konfigurasjoner for en 600 mm dyp tank
Montering av varmeren i tanken
Varmeren må passe inn i det tilgjengelige rommet uten å hindre arbeidsstykkene eller strømmen. I en tank på 800 × 1200 mm kan varmeren plasseres langs den ene veggen, slik at det sentrale volumet for arbeidsstykkestativet blir igjen. En multi-varmeovn med 400 × 300 mm fotavtrykk passer komfortabelt langs veggen på 1200 mm.
Flensen skal plasseres slik at varmeren henger i riktig dybde. En 600 mm dyp tank med 500 mm væskenivå og 100 mm fribord gir 400 mm brukbar dybde. Varmerens oppvarmede seksjon skal plasseres i de nedre 350 mm av tanken, med toppen av den oppvarmede seksjonen minst 50 mm under minimum væskenivå.
Strømnings- og temperaturuniformitet
En flergangsvarmer i en grunn tank kan skape strømningsskygge hvis passasjene er for nær hverandre. Væsken mellom passasjene kan bli stillestående, noe som reduserer varmeoverføringen og skaper varme flekker. Avstanden mellom passasjer bør være minst 30–40 mm for å tillate flyt mellom dem.
Hvis tanken har en sirkulasjonspumpe, bør varmeren plasseres slik at strømmen går gjennom spaltene mellom passasjene. Hvis tanken er avhengig av naturlig konveksjon, bør varmeren plasseres slik at den stigende termiske skyen kan unnslippe uten å bli fanget mellom passasjene.
| Pass Avstand | Flyt mellom pass | Hot Spot Risiko | Anbefalt søknad |
|---|---|---|---|
| <20 mm | Fattig | Høy | Ikke anbefalt |
| 20–30 mm | Moderat | Moderat | Kun lav watttetthet |
| 30–40 mm | God | Lav | De fleste applikasjoner |
| >40 mm | Glimrende | Veldig lavt | Høy watttetthet eller viskøse væsker |
Pass-avstand og dens effekt på flyt og risiko for hot spot
Når en standardvarmer ikke kan passe til tanken
En 600 mm dyp tank med en kraft på 4 kW ved 1,0 W/cm² krever en multi-varmer som standard produktlinjer kanskje ikke tilbyr. En spesialtilpasset PTFE-dykkvarmerkonfigurasjon med seks eller åtte gjennomløp, en kappediameter på 50 mm og 30–40 mm gjennomløpsavstand løser grunnårsaken til plassbegrensning. Spesifikasjonsprosessen krever tankdimensjoner, væskenivåområde, nødvendig effekt, badkjemi og strømningsforhold. For anlegg med grunne tanker gir denne applikasjonsspesifikke tilnærmingen{10}den nødvendige overflaten innenfor den tilgjengelige plassen.
