Et metallbearbeidingsanlegg trengte en erstatnings PTFE-dyppevarmer for en 700 mm dyp svovelsyreanodiseringstank. Tanken var 1000 mm bred og 1600 mm lang, med et arbeidsvolum på omtrent 1050 liter. Den eksisterende varmeren hadde vært en standard rett enhet som stakk ut i arbeidsstykkebanen og hadde sviktet etter 13 måneder. Vedlikeholdsteamet trengte en varmeovn som passet til den dypere tanken, opprettholde full nedsenking og levere den nødvendige wattstyrken med en sikker watttetthet.
En 700 mm dyp tank gir mer brukbar varmeovnslengde enn en grunn tank, men varmeren må fortsatt dimensjoneres for å passe den tilgjengelige plassen og for å opprettholde sikker nedsenking på minimum væskenivå.
Neddykkingsdybdebegrensningen
En 700 mm dyp tank gir ikke 700 mm brukbar varmeapparatlengde. 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 700 mm dyp tank 450–550 mm, avhengig av fribord og nivåsvingninger.
En rett varmeovn med 500 mm oppvarmet lengde gir 500 mm oppvarmet lengde. For 5 kW bruk ved 1,0 W/cm² er det nødvendige overflatearealet 5000 cm². Ved en kappediameter på 32 mm er overflatearealet omtrent 100 cm² per 100 mm lengde. En 500 mm oppvarmet lengde gir bare 500 cm²-langt under kravet. En større kappediameter eller en konfigurasjon med flere-pass er nødvendig.
| Tankdybde | Brukbar oppvarmet lengde | Overflateareal ved 32 mm kappe | Overflateareal ved 50 mm kappe | Oppvarmet lengde nødvendig for 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 |
Krav til oppvarmet lengde og overflateareal for 5 kW bruk ved 1,0 W/cm²
Den L-- eller U--formede varmeløsningen
En L--formet eller U--formet PTFE-dykkvarmer bøyer det oppvarmede elementet for å passe mer overflate i en dyp tank. En typisk L-formet varmeovn med 500 mm vertikal seksjon og 600 mm horisontal seksjon gir 1100 mm oppvarmet lengde-mer enn dobbelt så lang som en rett varmeovn i samme tankdybde.
Ved en kappediameter på 50 mm gir 1100 mm oppvarmet lengde omtrent 1728 cm² overflateareal. Det er fortsatt mindre enn de 5000 cm² som kreves for en 5 kW-drift ved 1,0 W/cm². En konfigurasjon for flere{11}}pass er nødvendig.
| Oppvarmingskonfigurasjon | Oppvarmet lengde | Overflateareal på 32 mm | Overflate på 50 mm | Passer i 700 mm tank |
|---|---|---|---|---|
| Rett, 500 mm | 500 mm | 500 cm² | 785 cm² | Ja, men utilstrekkelig areal |
| L-formet, 500 + 600 mm | 1.100 mm | 1100 cm² | 1728 cm² | Ja |
| U-formet, 500 + 400 + 500 mm | 1.400 mm | 1400 cm² | 2199 cm² | Ja |
| Multi-pass, 4 × 500 mm | 2000 mm | 2000 cm² | 3142 cm² | Ja |
| Multi-pass, 7 × 500 mm | 3.500 mm | 3500 cm² | 5498 cm² | Tett passform |
Varmekonfigurasjoner for en 700 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 1000 × 1600 mm kan varmeren plasseres langs den ene veggen, slik at det sentrale volumet for arbeidsstykkestativet blir igjen. En multi-varmeovn med 500 mm vertikal seksjon og 600 mm horisontal seksjon passer langs 1600 mm veggen.
Varmeren må plasseres slik at den oppvarmede delen er helt nedsenket ved minimum væskenivå. En 700 mm dyp tank med 600 mm væskenivå og 100 mm fribord gir 500 mm brukbar dybde. Varmerens oppvarmede seksjon skal plasseres i de nedre 450 mm av tanken, med toppen av den oppvarmede seksjonen minst 50 mm under minimum væskenivå.
Strømnings- og temperaturuniformitet
En flergangsvarmer i en dyp 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.
| 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 700 mm dyp tank med en effekt på 5 kW ved 1,0 W/cm² krever en flergangsvarmer som standard produktlinjer kanskje ikke tilbyr. En tilpasset PTFE el-patronkonfigurasjon med multi-passdesign, en kappediameter på 50 mm og 30–40 mm passavstand løser grunnårsaken til plassbegrensning. Spesifikasjonsprosessen krever tankdimensjoner, væskenivåområde, nødvendig effekt, badkjemi og strømningsforhold. For anlegg med dype tanker gir denne applikasjonsspesifikke{11}}tilnærmingen det nødvendige overflatearealet innenfor den tilgjengelige plassen.
