Как да изберем правилната дължина и диаметър на вмъкване за над{0}}-страничен PTFE нагревател в кръгъл резервоар?

Страничен PTFE нагревател--изглежда лесен-просто го окачете на стената. Въпреки това топлината остава ограничена близо до стената, ако хоризонталният обхват е твърде къс; ако е твърде дълго, се сблъсква с противниковата страна. Това е упражнение по геометрия на резервоара, за да направите измерванията правилни. Ефективността на отоплението, циркулацията на флуида и дълготрайността на оборудването са пряко повлияни от диаметъра на дължината на вмъкване над избрания страничен PTFE нагревател за кръгъл резервоар. Горещи зони, неадекватна конвекция или механични повреди са резултат от неподходящ размер.

Описани важни размери: хоризонтален крак и вертикален крак
L-образното разположение е обичайно за--страничните нагреватели. Необходимо е да се уточнят две ключови измерения:

Хоризонтален крак (дължина на вмъкване): Радиално навътре разстоянието, измерено от стената на резервоара до най-отдалечената точка на нагрятата секция.

Дължината на нагрятата секция, която се спуска в течността, е известна като вертикален крак (дълбочина на потапяне).

Радиусът на огъване и структурната твърдост се влияят от трети параметър, диаметърът на нагревателя, който обикновено е между 10 и 30 mm за обвити в PTFE елементи. Въпреки това, дали нагревателят се вписва сигурно в резервоара, като същевременно насърчава естествената конвекция, зависи от взетите заедно диаметър и дължина на вмъкване.

Стигане до централната зона с хоризонталния етап
За да се предотврати улавяне на топлина близо до граничния слой, хоризонталният крак на нагревателя трябва да се простира нагрятата част достатъчно далеч от стената на резервоара. Издигащата се гореща течност се залепва за повърхността на стената, ако е поставена твърде близо до нея, намалявайки преноса на топлина и ускорявайки локализираното образуване на котлен камък. От друга страна, ако хоризонталният крак е прекалено дълъг, нагревателят може да удари противоположната стена на кръглия резервоар, което да доведе до механично напрежение или повреда на PTFE обвивката.

Като общо правило отопляемата зона трябва да се намира в долния среден обем на резервоара. Това означава, че за кръгъл резервоар хоризонталният крак трябва да бъде между 40 и 50 процента от радиуса на резервоара, позволявайки поне 50 до 100 милиметра между него и стената от другата страна. Това централно местоположение насърчава симетрични конвекционни течения, които намаляват температурната стратификация, като карат гореща течност да се издига в центъра, да се охлажда на повърхността и да тече надолу по стените.

Вертикалният крак: Достигане на правилната дълбочина на потапяне
Вертикалният крак трябва да позиционира нагревателната зона достатъчно дълбоко, така че цялата нагрята дължина да остане напълно потопена въпреки типичните колебания в нивото на течността (като изпаряване и доливане-изключване). Когато PTFE нагревател е частично изложен на въздух, докато е включен, той прегрява, защото въздухът е много по-малко ефективен при отстраняване на топлина от течността. Над 120 градуса във въздуха материалът PTFE може да отслабне или да се влоши.

Най-общо казано, нагрятата дължина трябва да покрива между 70 и 80 процента от типичната дълбочина на течността. За да се предотврати натрупването на утайка, утайка или материали, които биха могли да изолират повърхността, най-ниската позиция на нагревателя трябва да бъде няколко сантиметра (обикновено 50–100 mm) над дъното на резервоара. За да се осигури потапяне по време на редовен цикъл на ниво, най-високата точка на нагрятата секция трябва да бъде най-малко 50–100 mm под минималното работно ниво на течността.

Нагревателят се нуждае от пространство, за да засмуква по-хладна течност отдолу и да излъчва загрята течност нагоре, подобно на топлинна димна тръба. По-голямата част от резервоара остава студена поради стегната конвекционна клетка, създадена от много къса нагрята дължина (напр. само 30% от дълбочината на течността). Изключително дългите нагрети дължини (напр. 90% от дълбочината) крият опасност от разбъркване на утаени твърди частици или остъргване на дъното.

Функция на диаметъра на нагревателя
Две практически ограничения се влияят от диаметъра на нагревателя (външния диаметър на тръбата с PTFE- покритие):

Минимален радиус на огъване: нагревателите с PTFE-обвивка трябва да имат минимален радиус на огъване от пет до осем пъти диаметъра на тръбата в L-образния ъгъл. Може да е необходим по-голям резервоар, тъй като по-големият диаметър изисква по-меко огъване, което увеличава общия отпечатък.

Структурна твърдост: Нагревателят може да увисне под собственото си тегло и да премести върха си по посока на стената на резервоара, ако има по-дълъг хоризонтален крак и по-малък диаметър. Въпреки че по-големият диаметър увеличава твърдостта, той също повишава цената на материалите и ограничава броя на нагревателите, които могат да бъдат монтирани върху един ръб на резервоара.

Теглото на нагревателя и огъващият момент, причинени от хоризонталния крак, трябва да се поддържат от опорната скоба. Препоръчително е да използвате по-тежка стена PTFE тръба или междинна скоба за хоризонтални удължения, по-дълги от 300 mm.

Полезен пример за оразмеряване на кръгъл резервоар
Представете си кръгъл резервоар с нормална дълбочина на течността от 1200 mm и вътрешен диаметър от 1000 mm.

Насочете се към централната част на хоризонталния крак. 500 mm е радиусът. Оста на нагревателя е разположена на 250 mm от стената чрез хоризонтален крак, който е 250 mm (50% от радиуса), давайки на противоположната стена 250 mm пространство. Това е приемливо.

Вертикална нагрята дължина: 840–960 mm, или 70–80% от 1200 mm. За по-лесно изберете 900 mm.

Разстояние отдолу: Разположете нагревателя така, че най-ниската му точка да е на 100 mm над дъното на резервоара. Тъй като 100 + 900=1000 mm, вертикалният крак се простира от 100 mm над дъното до 1000 mm над дъното.

Горно потапяне: Минималното ниво на течността никога не трябва да пада под 1100 mm, оставяйки видими 100 mm от нагревателя. Ако нивото падне под този праг, посочете ниско{3}}ниво на блокировка, за да изключите нагревателя.

Избягвайте типичните капани
Отопляемата зона не трябва да се позиционира в горния квадрант на резервоара, тъй като може да бъде изложена на пръски, вълни или спадове на нивото.

Избягвайте да допускате нагревателя да влиза в контакт с дъното, тъй като утаената утайка изолира повърхността на PTFE и може да доведе до локално прегряване.

Моментният капацитет на носещата скоба не трябва да се пренебрегва. Дълъг хоризонтален крак, например 500 mm или повече, поставя голям въртящ момент върху скобата на ръба на резервоара. Може да се наложи използването на армировка от неръждаема стомана.

В заключение
Точните дължини на крайниците и диаметърът на нагревателя се определят от диаметъра и дълбочината на резервоара, което прави спецификацията на над{0}}-страничния PTFE нагревател задача за шиене по поръчка. Необходимо е да изберете диаметъра на дължината на вмъкване над страничния PTFE нагревател, така че нагрятата секция да обхваща 70–80% от дълбочината на течността в долния централен обем, като освобождава дъното и остава потопена през цялото време. За вани с каустик нагревател с подходящ размер осигурява ефективно, устойчиво на котлен камък-нагряване, като работи с естествените флуидни течения, а не срещу тях. Когато се съмнявате, основният дизайн на предложената геометрия на нагревателя, съчетан с размерен чертеж на резервоара, помага да се избегнат скъпи настройки на място.