چگونه می توان یک بخاری PTFE را برای مخزن با یک همزن پروانه جانبی-اندازه داد؟

یک همزن پروانه ای نصب شده در کنار، یک جریان افقی قوی از مایع ایجاد می کند که مانند رودخانه در اطراف مخزن جریان دارد. یک بخاری غوطه ور در PTFE غوطه ور در این حرکت جریانی می تواند گرما را بسیار موثرتر از بخاری که در یک مخزن ساکن کار می کند دفع کند. اما بخاری باید به درستی در آن جریان گردشی قرار گیرد - در جریان سریع، درست قبل از اینکه پروانه مایع را به داخل بکشد.

در دشواری مهندسی اندازه‌گیری سیستم‌های همزن پروانه‌ای جانبی بخاری PTFE، همزن بیش از یک دستگاه اختلاط است. نقش فعالی در مکانیسم خنک کننده بخاری دارد. همزن و بخاری به درستی ادغام شده اند تا عملکرد حرارتی را به طور چشمگیری بهبود بخشند و در عین حال دمای غلاف PTFE را ایمن نگه دارند.

چرا هم زدن بر اندازه بخاری تأثیر می گذارد؟
بخاری غوطه وری PTFE انرژی را با همرفت در سطح غلاف به مایع منتقل می کند.

در یک استخر بی حرکت:

روش اصلی انتقال گرما توسط همرفت طبیعی است

مایع گرم به آرامی از غلاف بیرون می ریزد

به آرامی با مایع خنک‌تر جایگزین می‌شود

خنک کننده سطح هنوز محدود است

بخاری های PTFE باید تحت این شرایط با تراکم وات محافظه کارانه کار کنند تا از تجاوز غلاف از حد دمای عملی حدود 110 درجه در سرویس غوطه وری جلوگیری شود.

ملخ اضافه شده در کنار به طور قابل توجهی بر این تصویر حرارتی تأثیر می گذارد.

همرفت اجباری انتقال حرارت را افزایش می دهد.
پروانه به طور فعال مایع را در سراسر سطح بخاری حرکت می دهد و بنابراین همرفت اجباری ایجاد می کند.

سرعت سیال بالاتر
افزایش سرعت مایع:

لایه های مرزی نازک تر هستند

گرما با سرعت بیشتری منتقل می شود

خنک کننده سطح بهبود یافته

کاهش خطر گرمای بیش از حد موضعی

ضریب انتقال حرارت زمانی که جریان اجباری می شود به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

عدد رینولدز برای عملکرد حرارتی
ضریب انتقال حرارت برای همرفت اجباری به طور قابل توجهی تحت تأثیر عدد رینولدز است.

عدد رینولدز با:

سرعت سیال بالاتر

اندازه های مشخصه بزرگتر

سیال با ویسکوزیته کمتر

افزایش سرعت همزن باعث افزایش هم زدن سیال اطراف بخاری می شود و در نتیجه آشفتگی و مخلوط شدن و افزایش تخلیه حرارت از غلاف PTFE را افزایش می دهد.

این قابلیت خنک کنندگی افزایش یافته اجازه می دهد تا بارگیری بخاری بدون نقض محدودیت های دمای ایمن غلاف افزایش یابد.

افزایش قابلیت چگالی وات
یکی از مزایای اصلی همزن‌های نصب‌شده جانبی، پتانسیل بهبود چگالی وات بخاری است.

افزایش چگالی وات معمولی
به هم زدن اجباری اغلب در مقایسه با شرایط همرفت طبیعی می‌تواند اجازه دهد:

تراکم وات مجاز 20% تا 50% بالاتر

افزایش دقیق بستگی به

خواص سیالات

سرعت جریان

هندسه مخازن

محل بخاری

طراحی همزن

این بارگذاری مجاز بیشتر می تواند کاهش یابد:

اندازه بخاری

تعداد عناصر مورد نیاز

چاپ پای نصب

پیچیدگی الکتریکی

بگذارید حال وظیفه خنک کردن غلاف را انجام دهد.

اهمیت مکان بخاری شما
مهم ترین قانون در سیستم همزن پروانه جانبی اندازه بخاری PTFE، مکان صحیح است.

کیفیت خنک کننده در تمام بخش های جریان داخل مخزن متفاوت است.

بهترین موقعیت: روبروی ورودی پروانه
بهترین مکان برای بخاری کجاست؟

روی دیوار مخزن

کمی بیش از ورودی پایه

در قوی ترین منطقه جریان ورودی

این منطقه به طور کلی شامل موارد زیر است:

سرعت ثابت سیال

خنک کننده یکنواخت

حرکت جهتی ثابت

حداکثر راندمان همرفتی

جریان ورودی به طور مداوم مایع سردتر را قبل از ورود به تیغه های همزن، در سراسر سطح گرمایش جارو می کند.

این منجر به خنک سازی غلاف بسیار کارآمد و قابل پیش بینی می شود.

منطقه تخلیه: چرا باید از آن دور بمانید؟
ناحیه تخلیه پروانه ممکن است فعال به نظر برسد اما معمولاً مکان بدی برای قرار دادن بخاری است.

چالش ها در جریان تخلیه
منطقه تخلیه معمولاً شامل موارد زیر است:

چرخش های متلاطم و

چرخش چرخشی

نوسانات سرعت

ارتعاشات مکانیکی

چنین شرایط جریان ناپایدار ممکن است باعث شود:

گرمایش غلاف غیریکنواخت

نقاط داغ محلی

بارهای هیدرودینامیکی در نوسان

خستگی ناشی از ارتعاش

فشار مکانیکی مکرر بر روی بخاری های PTFE مستقیماً در جریان تخلیه ممکن است به عمر مفید کمتری منجر شود.

تخمین سرعت جریان
سرعت مایع در موقعیت بخاری باید تخمین زده شود تا بتوان به درستی بخاری را اندازه کرد.

روشهای تخمین سرعت
سرعت جریان همزن را می توان از موارد زیر تعیین کرد:

قطر پروانه

سرعت چرخش (rpm)

گام پروانه

هندسه تانک

ارزیابی برای دقیق تر بودن ممکن است شامل موارد زیر باشد:

دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)

پروب های اندازه گیری جریان

تست رنگ

منحنی های عملکرد سازنده

تخمین های دقیق تر سرعت باعث ایجاد اطمینان در محاسبات چگالی مجاز وات می شود.

الزامات پشتیبانی مکانیکی
یک بخاری تحت جریان اجباری تحت بارگذاری هیدرودینامیکی مداوم قرار می گیرد.

تقویت سازه ها
ساختار پشتیبانی باید طوری طراحی شود که در برابر:

نیروی کشش ثابت

ارتعاشات ناشی از جریان-

تنش مکانیکی (دوره ای)

گشتاور-بارگیری

اقدامات پشتیبانی مشترک عبارتند از:

براکت های نصب تقویت شده

مهاربندهای متقاطع-

اسپیسرهای مقاوم در برابر لرزش

لنگرهای سفت و سخت جانبی تانک

لرزش طولانی مدت تحت شرایط پشتیبانی ناکافی می تواند منجر به موارد زیر شود:

ترک بر اثر خستگی

شل شدن قسمت نصب

خرابی های الکتریکی

آسیب به ژاکت PTFE

تعداد خواص سیالات
اثربخشی همرفت اجباری به شدت به خود سیال فرآیند بستگی دارد.

سیالات با ویسکوزیته پایین
مایعات رقیق مانند:

آب

اسیدها، رقیق

راه حل هایی برای آبکاری

به خوبی به هم زدن پاسخ می دهد و خنک کننده همرفتی قابل توجهی ایجاد می کند.

سیالات با ویسکوزیته بالا
محلول های چسبناک تر منجر به موارد زیر می شود:

اعداد Re پایین

ضربه های کمتر

لایه های مرزی حرارتی ضخیم تر

در سیستم‌های خاص، مزیت هم زدن ممکن است کاهش یابد و انتخاب محافظه‌کارانه‌تر چگالی وات مورد نیاز باشد.

برخی دیگر از ملاحظات طراحی
همچنین برخی از جنبه های اضافی وجود دارد که باید در اندازه بخاری در نظر گرفته شود.

اجتناب از ناحیه حفره
بخاری نباید در نواحی حفره ای کم فشار که توسط پروانه ایجاد می شود قرار گیرد.

حفظ عمق غوطه وری
• پوشش مایع مناسب را در طول هم زدن و تنظیمات سطح فرآیند حفظ کنید.

محل سنسور دما
ترموکوپل های کنترل باید در نواحی جریان مختلط معرف قرار داده شوند و در تماس مستقیم با بخاری نباشند.

مزایای عملی سیستم های گرمکن همزن
عملکرد کل سیستم حرارتی را می توان با ادغام درست یک همزن نصب شده جانبی- تا حد زیادی بهبود بخشید.

مزایا عبارتند از:

زمان گرم شدن سریعتر

دمای یکنواخت در مخزن

ردپای بخاری کوچکتر

بهره وری انرژی بهتر

دمای پایین غلاف

عمر طولانی تر بخاری ها

در نتیجه، اختلاط کنترل شده با گرمایش مؤثر اغلب محیط فرآیند پایدارتری را در سنگدانه ها فراهم می کند.

چکیده
یک همزن پروانه‌ای نصب‌شده جانبی-می‌تواند مزیت حرارتی قابل‌توجهی را در سیستم‌های هیتر غوطه‌وری PTFE با افزایش زیادی جابجایی اجباری در اطراف غلاف بخاری ایجاد کند. سرعت مایع بالاتر ضریب انتقال حرارت را افزایش می دهد و تراکم وات بسیار بالاتری نسبت به مخزن همرفت طبیعی ایمن می دهد.

راز موفقیت در جایگیری خوب است. قرار دادن بخاری در بالادست ورودی همزن به این معنی است که غلاف در یک جریان ورودی قوی و ثابت قرار دارد که خنک کننده موثر و یکنواختی را ارائه می دهد. در مقابل، مکان در جریان تخلیه آشفته ممکن است مشکلات ارتعاش، خنک کننده ناپایدار و خستگی مکانیکی ایجاد کند.

با ارائه تخمین دقیق جریان، پشتیبانی مکانیکی ناهموار، و ادغام دقیق بین میکسر و بخاری، سیستم ممکن است به شیوه ای فشرده تر و کارآمدتر عمل کند و در عین حال دمای عملیاتی PTFE را حفظ کند.

بخاری و همزن نباید اجزای رقابتی برای فضا در طراحی مخزن فرآیند خوب باشند. بهترین سیستم های حرارتی آنهایی هستند که در آنها اختلاط و گرمایش به عنوان یک واحد همکار در نظر گرفته می شود.