Как выбрать правильную длину и диаметр вставки для--бокового ПТФЭ-нагревателя в круглом резервуаре?

Над--боковой ПТФЭ-нагреватель кажется простым,-просто повесьте его на стену. Однако тепло остается у стены, если расстояние по горизонтали слишком мало; если он слишком длинный, он сталкивается с противоположной стороной. Это упражнение по геометрии резервуара, чтобы получить правильные измерения. Эффективность нагрева, циркуляция жидкости и долговечность оборудования напрямую зависят от диаметра вставляемой длины по сравнению с выбором бокового тефлонового нагревателя для круглого резервуара. Горячие зоны, недостаточная конвекция или механические повреждения являются результатом неправильного размера.

Описаны важные размеры: горизонтальная ножка и вертикальная ножка.
L-образное расположение обычно используется для-боковых-обогревателей. Необходимо указать два важных аспекта:

Горизонтальная опора (длина вставки): расстояние в радиальном направлении внутрь, измеренное от стенки резервуара до самой дальней точки обогреваемой секции.

Длина нагретой секции, опускающейся в жидкость, называется вертикальной длиной (глубиной погружения).

На радиус изгиба и жесткость конструкции влияет третий параметр — диаметр нагревателя, который обычно составляет от 10 до 30 мм для элементов в оболочке из ПТФЭ. Однако, будет ли нагреватель надежно помещаться внутри резервуара, обеспечивая при этом естественную конвекцию, зависит от взятого вместе взятого диаметра и длины вставки.

Добираемся до центральной зоны с помощью горизонтальной ноги
Чтобы предотвратить захват тепла вблизи пограничного слоя, горизонтальная опора нагревателя должна выдвигать нагреваемую часть достаточно далеко от стенки резервуара. Поднимающаяся горячая жидкость прилипает к поверхности стены, если она расположена слишком близко к ней, уменьшая теплопередачу и ускоряя локализованное образование накипи. С другой стороны, если горизонтальная опора слишком длинная, нагреватель может удариться о противоположную стенку круглого резервуара, что приведет к механическому напряжению или повреждению оболочки из ПТФЭ.

Как правило, обогреваемая зона должна располагаться в нижнем среднем объеме резервуара. Это означает, что для круглого резервуара горизонтальная опора должна составлять от 40 до 50 процентов радиуса резервуара, оставляя между ней и стеной на другой стороне расстояние не менее 50–100 миллиметров. Такое центральное расположение способствует симметричным конвекционным потокам, которые уменьшают температурное расслоение, заставляя горячую жидкость подниматься в центре, охлаждаться на поверхности и течь вниз вдоль стен.

Вертикальная ножка: достижение правильной глубины погружения
Вертикальная опора должна располагать зону нагрева достаточно глубоко, чтобы вся нагреваемая длина оставалась полностью погруженной, несмотря на типичные колебания уровня жидкости (например, испарение и долив-). Когда ПТФЭ-нагреватель частично подвергается воздействию воздуха во время включения, он перегревается, поскольку воздух гораздо менее эффективно отводит тепло, чем жидкость. При температуре выше 120 градусов на воздухе материал ПТФЭ может ослабнуть или испортиться.

Вообще говоря, длина нагрева должна покрывать от 70 до 80 процентов типичной глубины жидкости. Чтобы предотвратить накопление ила, отложений или материалов, которые могут изолировать поверхность, самое низкое положение нагревателя должно находиться на несколько сантиметров (обычно 50–100 мм) над дном резервуара. Для обеспечения погружения при регулярном циклировании уровня самая высокая точка обогреваемой секции должна находиться не менее чем на 50–100 мм ниже минимального рабочего уровня жидкости.

Нагревателю требуется пространство для всасывания более холодной жидкости снизу и выброса нагретой жидкости вверх, подобно тепловой дымовой трубе. Большая часть резервуара остается холодной из-за плотной конвекционной ячейки, создаваемой очень короткой нагреваемой длиной (например, только 30% глубины жидкости). Чрезвычайно длинные нагреваемые участки (например, 90% глубины) создают опасность взбалтывания осевших твердых частиц или соскабливания дна.

Функция диаметра нагревателя
Два практических ограничения зависят от диаметра нагревателя (наружного диаметра трубки с покрытием из ПТФЭ-):

Минимальный радиус изгиба: Нагреватели с оболочкой из ПТФЭ-должны иметь минимальный радиус изгиба, в пять-восемь раз превышающий диаметр трубы в L-образном углу. Возможно, потребуется резервуар большего размера, поскольку больший диаметр требует более мягкого изгиба, что увеличивает общую занимаемую площадь.

Структурная жесткость: нагреватель может прогибаться под собственным весом и перемещать свой наконечник в направлении стенки резервуара, если он имеет более длинную горизонтальную опору и меньший диаметр. Хотя больший диаметр увеличивает жесткость, он также увеличивает стоимость материалов и ограничивает количество нагревателей, которые можно установить по одному краю резервуара.

Вес обогревателя и изгибающий момент, создаваемый горизонтальной опорой, должны поддерживаться опорным кронштейном. Для горизонтальных удлинений длиной более 300 мм рекомендуется использовать трубку из ПТФЭ с более тяжелыми-стенками или промежуточный кронштейн.

Полезный пример определения размера круглого резервуара
Представьте себе круглый резервуар с нормальной глубиной жидкости 1200 мм и внутренним диаметром 1000 мм.

Нацельтесь на центральную часть горизонтальной опоры.. 500 мм — это радиус. Ось обогревателя расположена на расстоянии 250 мм от стены с помощью горизонтальной опоры длиной 250 мм (50 % радиуса), что дает противоположной стене пространство 250 мм. Это приемлемо.

Вертикальная длина обогрева: 840–960 мм или 70–80% от 1200 мм. Для простоты возьмем 900 мм.

Нижнее расстояние: Расположите обогреватель так, чтобы его нижняя точка находилась на высоте 100 мм над дном резервуара. Поскольку 100 + 900=1000 мм вертикальная ножка простирается от 100 мм над дном до 1000 мм над дном.

Погружение сверху: минимальный уровень жидкости никогда не должен опускаться ниже 1100 мм, оставляя видимым 100 мм нагревателя. Если уровень падает ниже этого порога, назначьте блокировку низкого-уровня для отключения нагревателя.

Избегайте типичных ошибок
Нагреваемую зону не следует располагать в верхнем квадранте резервуара, поскольку она может подвергаться воздействию брызг, волн или перепадов уровня.

Не допускайте контакта нагревателя с дном, поскольку осевший ил изолирует поверхность ПТФЭ и может привести к локальному перегреву.

Не следует пренебрегать моментной способностью опорного кронштейна. Длинная горизонтальная опора, например 500 мм или более, создает большой крутящий момент на кронштейне обода резервуара. Возможно, потребуется использовать армирование из нержавеющей стали.

В заключение
Точная длина патрубков и диаметр нагревателя определяются диаметром и глубиной резервуара, поэтому определение спецификации над-на-бокового ПТФЭ-нагревателя является индивидуальной задачей. Необходимо выбрать диаметр вставляемой длины бокового ПТФЭ-нагревателя таким образом, чтобы нагреваемая секция охватывала 70–80 % глубины жидкости в нижнем центральном объеме, очищая дно и все время оставаясь погруженной. Для каустических ванн нагреватель подходящего размера обеспечивает эффективный, -устойчивый к накипи нагрев, работая с естественными потоками жидкости, а не против них. В случае сомнений базовая конструкция предлагаемой геометрии нагревателя в сочетании с габаритным чертежом резервуара поможет избежать дорогостоящих корректировок на месте.