ความเข้มข้นของของแข็งที่ละลายจะเปลี่ยนขีดจำกัดความหนาแน่นวัตต์ของฮีตเตอร์แบบแช่ PTFE ได้อย่างไร

โรงงานเคมีแห่งหนึ่งได้เปลี่ยนเครื่องทำความร้อนแบบแช่ PTFE ในอ่างชุบหลังจากใช้งานมาเก้าเดือน เครื่องทำความร้อนรุ่นเดียวกันนั้นใช้เวลาสี่ปีในถังที่คล้ายกันที่โรงงานอื่น ความแตกต่างคือความเข้มข้นของของแข็งที่ละลาย การติดตั้งที่ล้มเหลวต้องใช้อ่างที่มีเกลือละลาย 350 กรัม/ลิตร ในขณะที่การติดตั้งสำเร็จอยู่ที่ 120 กรัม/ลิตร ความเข้มข้นของของแข็งที่สูงขึ้นได้เพิ่มความหนืดและลดการนำความร้อนของของเหลว ส่งผลให้ความหนาแน่นของวัตต์ที่ปลอดภัยลดลง

ของแข็งที่ละลายน้ำส่งผลต่อการถ่ายเทความร้อนได้สองวิธี พวกมันจะเพิ่มความหนืดของของเหลว ซึ่งจะทำให้ชั้นขอบเขตความร้อนที่พื้นผิวเครื่องทำความร้อนหนาขึ้น นอกจากนี้ยังลดการนำความร้อนของของไหล ซึ่งจะทำให้อัตราความร้อนเคลื่อนผ่านของไหลลดลง ผลรวมคือค่าสัมประสิทธิ์การพาความร้อนที่ต่ำกว่าและอุณหภูมิพื้นผิวเครื่องทำความร้อนที่สูงขึ้นสำหรับความหนาแน่นของวัตต์ที่กำหนด

ของแข็งที่ละลายเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของของไหลอย่างไร

เมื่อความเข้มข้นของของแข็งที่ละลายเพิ่มขึ้น ของไหลจะมีความหนืดมากขึ้นและนำความร้อนน้อยลง ความหนืดที่เพิ่มขึ้นจะเป็นเส้นตรงโดยประมาณกับความเข้มข้นของเกลือส่วนใหญ่ ค่าการนำความร้อนที่ลดลงน้อยลงแต่ยังคงสามารถวัดได้

อ่างชุบที่มีเกลือละลาย 300 กรัม/ลิตร อาจมีความหนืด 2-3 เท่าของน้ำที่อุณหภูมิเดียวกัน ค่าการนำความร้อนอาจลดลง 10–15% ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนซึ่งขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทั้งสอง อาจต่ำกว่าน้ำ 25–40%

ความเข้มข้นของของแข็งที่ละลายและผลต่อคุณสมบัติของของไหลและความหนาแน่นของวัตต์ที่ปลอดภัย

เหตุใดฮีตเตอร์รุ่นเดียวกันจึงล้มเหลวที่ปริมาณของแข็งสูง

เครื่องทำความร้อนที่ทำงานที่ 1.2 วัตต์/ซม.² ในอ่างที่มีของแข็งต่ำ-อาจมีอุณหภูมิพื้นผิวสูงกว่าของเหลวเทกอง 15–18 องศา เครื่องทำความร้อนแบบเดียวกันในอ่างที่มีของแข็งสูง-อาจมีอุณหภูมิพื้นผิวสูงกว่ามวลรวม 25–35 องศา อุณหภูมิพื้นผิวที่สูงขึ้นจะเร่งการซึมผ่าน ออกซิเดชัน และการสะสมของตะกรัน

อุณหภูมิพื้นผิวที่สูงขึ้นยังเพิ่มแรงผลักดันในการสะสมอีกด้วย เกลือละลายที่อยู่ใกล้ความอิ่มตัวที่อุณหภูมิรวมอาจเกินความอิ่มตัวที่พื้นผิวเครื่องทำความร้อน พวกมันตกตะกอนบนพื้นผิว ก่อตัวเป็นชั้นเกล็ดที่เพิ่มความต้านทานความร้อน และทำให้อุณหภูมิพื้นผิวสูงขึ้นอีก

ขีดจำกัดความหนาแน่นวัตต์ในทางปฏิบัติสำหรับอ่าง-ของแข็งสูง

สำหรับอ่างที่มีของแข็งละลายมากกว่า 250 กรัม/ลิตร ความหนาแน่นของวัตต์ที่ปลอดภัยคือ 0.8–1.0 วัตต์/ซม.² ในสภาวะที่มีการปั่นป่วนปานกลาง สำหรับอ่างที่มีปริมาณเกิน 350 กรัม/ลิตร ขีดจำกัดจะลดลงเหลือ 0.6–0.8 วัตต์/ซม.² ค่าเหล่านี้ถือว่าขีดจำกัดอุณหภูมิพื้นผิวของเครื่องทำความร้อนอยู่ที่ 100–110 องศา

ข้อกำหนดความหนาแน่นของวัตต์และพื้นที่ผิวที่ปลอดภัยโดยความเข้มข้นของของแข็งที่ละลาย

การตรวจวัดของแข็งที่ละลายน้ำ

ความเข้มข้นของของแข็งที่ละลายน้ำสามารถวัดได้โดยการระเหยตัวอย่างในอ่างและชั่งน้ำหนักสิ่งตกค้าง การวัดควรทำที่อุณหภูมิใช้งานหรือแก้ไขเป็นอุณหภูมิใช้งาน

เครื่องวัดค่าการนำไฟฟ้าช่วยให้สามารถประมาณค่าของแข็งที่ละลายได้อย่างรวดเร็ว ค่าการนำไฟฟ้ามีความสัมพันธ์กับความเข้มข้นของอ่างชุบส่วนใหญ่ ควรปรับเทียบความสัมพันธ์สำหรับเคมีในการอาบน้ำที่เฉพาะเจาะจง

เมื่อเครื่องทำความร้อนมาตรฐานไม่สามารถตอบสนองความต้องการความหนาแน่นของวัตต์ได้

อ่างชุบแข็งสูง-ที่มีความต้องการกำลังไฟสูงและพื้นที่ต่อพ่วงที่จำกัด มักจะไม่สามารถรองรับเครื่องทำความร้อนแบบแช่ PTFE มาตรฐานที่มีความหนาแน่นวัตต์ต่ำตามที่เคมีต้องการ การกำหนดค่าเครื่องทำความร้อนแบบแช่ PTFE แบบกำหนดเองที่มีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ ความหนาแน่นของวัตต์ต่ำ และตำแหน่งการไหลที่ปรับให้เหมาะสม- จะช่วยแก้ไขสาเหตุที่แท้จริงของความหนาแน่นของวัตต์ที่ไม่ตรงกัน กระบวนการกำหนดคุณสมบัติต้องใช้ความเข้มข้นของของแข็งที่ละลาย อุณหภูมิในการทำงาน ขนาดของถัง สภาพการไหล และกำลังไฟฟ้าที่ต้องการ สำหรับโรงงานที่มีอ่างที่มีของแข็ง-สูง แนวทางเฉพาะของแอปพลิเคชัน-นี้จะช่วยลดการเสื่อมสภาพของสารเคลือบและยืดอายุการใช้งานของเครื่องทำความร้อน