چه چیزی باعث ایجاد نقاط داغ در اطراف بخاری های غوطه وری PTFE می شود و چگونه آنها را از بین ببریم؟

قطعاتی که در قسمت‌های خاصی از مخزن پردازش می‌شوند علائم سوختگی، تغییر رنگ یا رسوب سریع‌تر را نشان می‌دهند، در حالی که همان قطعات در سایر قسمت‌های مخزن با استانداردها مطابقت دارند. نقشه برداری حرارتی با استفاده از مجموعه ای از ترموکوپل ها یا تصویربرداری مادون قرمز نشان می دهد که دما بین 15 تا 25 درجه در 150 میلی متر از غلاف گرم کن غوطه وری PTFE تغییر می کند. بخاری در محدوده محدودیت های خود کار می کند، اما گرمای بیش از حد موضعی همچنان اتفاق می افتد. مهندسان فرآیند و طراحان مخزن باید مکانیسم‌های دینامیکی-سیال را که مشکل را ایجاد می‌کنند پیدا کنند و سپس تغییرات خاصی در گردش خون ایجاد کنند تا دما را به حالت عادی برگردانند و از کیفیت محصول محافظت کنند.

تندترین شیب های حرارتی ناشی از چگالی وات بالا در سطح بخاری است. غلاف‌های PTFE دمای بیرون را زیر 150 درجه نگه می‌دارند، اما زمانی که برق روی سطح کوچکی متمرکز می‌شود، دمای لایه مرزی به سرعت افزایش می‌یابد. در هر منطقه راکد، لایه سیال در کنار غلاف به دمای غلاف نزدیک می شود، در حالی که مایع حجیم خنک تر می ماند. گرمای بیش از حد موضعی، مواد شیمیایی حساس به گرما{4}}را از بین می‌برد، باعث می‌شود که فوراً رسوب روی بخاری ایجاد شود، و با وارد کردن تنش حرارتی مکرر، عمر مفید PTFE را کاهش می‌دهد.

هنگامی که جریان به طور مساوی توزیع نشده باشد، اختلاط به خوبی اتفاق نمی افتد. مایع گرم شده در امتداد غلاف بالا می رود، اما در کل مخزن پخش نمی شود. اگر جریان را تشویق نکنید، لایه گرم در جیب های نزدیک بخاری یا روی سطح جمع می شود و قسمت های پایینی را کمتر گرم می کند. این حرکت فقط توسط همرفت طبیعی ایجاد می‌شود، اما سرعت آن هنوز پایین است-معمولاً کمتر از 0.1 متر بر ثانیه در سیالات با ویسکوزیته متوسط-بنابراین نمی‌تواند از هندسه مخزن یا موانع ویسکوزیته عبور کند. نتیجه مانند نقاط داغی به نظر می رسد که در همان محل تماس محصول باقی می مانند.

تصمیم گیری در مورد محل قرار دادن بخاری ها مشکل را بدتر می کند. هنگامی که تعداد زیادی واحد خیلی نزدیک به هم نصب می شوند، لایه های مانع حرارتی همپوشانی ایجاد می کنند که یکدیگر را بین عناصر تقویت می کنند. قرار دادن هر چیزی نزدیک‌تر از 200 میلی‌متر به دیواره‌های مخزن یا اعضای سازه‌ای کار مسیرهای جریان برگشت را سخت‌تر می‌کند، که باعث ایجاد مناطق مرده برای گردش مجدد می‌شود. در هر دو راه‌اندازی، ورودی گرمای یکنواخت برنامه‌ریزی شده به مناطق کوچکی از گرمای بیش از حد تجزیه می‌شود که نقشه‌برداری حرارتی همیشه آن را نشان می‌دهد.

همرفت طبیعی در ابتدا برای پخش یکنواخت گرما خوب است، اما همچنین لایه‌های پایدار و طبقه‌بندی شده‌ای را در مخازن بلند یا حداقل همزدن ایجاد می‌کند. سیال گرمتر و چگالی کمتر در بالای لایه های سردتر باقی می ماند و شیب عمودی 5 تا 10 درجه در هر متر ایجاد می کند. این لایه ها در کنار هم می مانند تا زمانی که یک منبع خارجی انرژی، رابط چگالی را از بین ببرد. عدم یکنواختی دما که به دست می آید مستقیماً با عیوب محصولی که در ربع مخزن خاصی دیده می شود، مرتبط است.

افزایش گردش خون عملی از شر این مکانیسم ها در منبع آنها خلاص می شود. هنگامی که پروانه ها در بالا یا کنار بخاری قرار می گیرند، جریان آشفته ای را ایجاد می کنند که به طور مداوم سطح بخاری را جارو می کند و سیال را با حجم توده مخلوط می کند. پمپ های چرخش یک گزینه کنترل شده و برش کم- هستند. افزودن یک پمپ چرخش متوسط ​​که از پایین کشیده شده و به سمت بالا باز می گردد، یک راه معمولی برای رسیدگی به لایه بندی است. این لایه های چگالی را می شکند و دما را در عرض چند دقیقه یکسان می کند.

کاهش چگالی وات با بهبود گردش خون همراه است. المان‌های گرم‌کننده طولانی‌تر یا چندین واحد با چگالی کمتر{1}}وات-قدرت یکسانی را در سطح وسیع‌تری پخش می‌کنند که باعث می‌شود اختلاف دما بین سطح و سیال یکنواخت‌تر شود. حرکت بخاری‌های موجود به سمت خط مرکزی مخزن و دور از موانع، کانال‌های جریان شفاف را بازیابی می‌کند و از گیر کردن لایه مرزی جلوگیری می‌کند. بافل های استراتژیک به حرکت بیشتر مایع در سطوح داغ کمک می کنند. در واقع، یک بافل ساده با قرار دادن استراتژیک می‌تواند از شر یک ناحیه داغ که با منحرف کردن جریان در سطح بخاری بازمی‌گردد خلاص شود.

فرآیند اجرای این اقدامات احتیاطی با طراحی شروع می شود. مدل‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی می‌تواند به شما بگوید که چیزها قبل از ساختن چقدر سریع و داغ خواهند بود. این به شما امکان می دهد بهترین مکان ها را برای بخاری، پمپ، بافل و سرعت هم زدن پیدا کنید. پس از نصب، نقشه برداری حرارتی نشان می دهد که حجم کار در ± 2 درجه یکنواخت است. نقشه برداری مجدد منظم پس از تغییرات در فرآیند، مانند تغییرات در ویسکوزیته یا سطح مایع، عملکرد را بالا نگه می دارد.

به جای اینکه فقط علائم را بپوشانید، چگالی وات را کاهش دهید، گرمکن‌ها را جابجا کنید، و بافل‌ها یا پمپ‌ها را نصب کنید، مشکلات دینامیکی-سیال را برطرف کنید. بنابراین، گرمای بیش از حد موضعی، نقشه برداری حرارتی، توزیع جریان، همرفت طبیعی و افزایش گردش، کل سیستم را برای یکنواخت نگه داشتن دما تشکیل می دهند. حتی در شرایط سختی که سیالات با ویسکوزیته بالا، حجم مخزن بسیار زیاد، یا معیارهای سختگیرانه محصول درگیر هستند، سازگاری دما را می توان با طراحی و جایگذاری مناسب انجام داد. مهندسان فرآیند و طراحان مخزن که از این قوانین استفاده می کنند، مشکلات کیفی احتمالی و آسیب بخاری را به عملکرد حرارتی یکنواخت و قابل تکرار در تمام تاسیسات بخاری غوطه وری PTFE تبدیل می کنند.