Hur väljer man rätt insättningslängd och diameter för en PTFE-värmare över--sidan i en cirkulär tank?

En PTFE-värmare över--sidan verkar okomplicerad-bara att hänga den från väggen. Värmen förblir dock begränsad nära väggen om den horisontella räckvidden är för kort; om den är för lång kolliderar den med den motsatta sidan. Det är en tankgeometriövning för att få mätningarna korrekta. Uppvärmningseffektivitet, vätskecirkulation och utrustningens livslängd påverkas alla direkt av diametern på insättningslängden över PTFE-värmarens val för en cirkulär tank. Heta områden, otillräcklig konvektion eller mekanisk skada beror på felaktig storlek.

Viktiga dimensioner som beskrivs: Horisontellt ben och vertikalt ben
Ett L--format arrangemang är vanligt för värmare över-sidan-. Det är nödvändigt att specificera två avgörande dimensioner:

Horisontellt ben (insättningslängd): Det radiellt inåtgående avståndet mätt från tankväggen till den uppvärmda sektionens längsta punkt.

Längden på den uppvärmda sektionen som går ner i vätskan kallas det vertikala benet (nedsänkningsdjup).

Böjradie och strukturell styvhet påverkas av en tredje parameter, värmarens diameter, som vanligtvis är mellan 10 och 30 mm för PTFE-kapslade element. Huruvida värmaren passar in i tanken säkert samtidigt som den uppmuntrar naturlig konvektion beror på diametern och insättningslängden tillsammans.

Ta dig till den centrala zonen med det horisontella benet
För att förhindra värmeinfångning nära gränsskiktet måste värmarens horisontella ben sträcka sig den uppvärmda delen tillräckligt långt från tankväggen. Den stigande heta vätskan fastnar på väggytan om den placeras för nära den, vilket minskar värmeöverföringen och påskyndar lokal beläggning. Å andra sidan, om det horisontella benet är för långt, kan värmaren träffa den cirkulära tankens motsatta vägg, vilket resulterar i mekanisk påfrestning eller skada på PTFE-manteln.

Som en generell regel bör det uppvärmda området placeras i tankens nedre mittvolym. Detta innebär att för en cirkulär tank bör det horisontella benet vara mellan 40 och 50 procent av tankens radie, vilket tillåter minst 50 till 100 millimeter mellan den och väggen på andra sidan. Denna centrala placering uppmuntrar symmetriska konvektionsströmmar, som minskar temperaturskiktningen genom att få het vätska att stiga i mitten, svalna vid ytan och strömma nedåt längs väggarna.

Det vertikala benet: Att nå rätt nedsänkningsdjup
Det vertikala benet måste placera uppvärmningszonen tillräckligt djupt så att hela den uppvärmda längden förblir helt nedsänkt trots typiska vätskenivåfluktuationer (som avdunstning och toppning-). När en PTFE-värmare delvis exponeras för luft medan den är påslagen, överhettas den eftersom luft är mycket mindre effektivt för att ta bort värme än vätska. Över 120 grader i luft kan PTFE-materialet försvagas eller försämras.

Generellt sett bör den uppvärmda längden täcka mellan 70 och 80 procent av det typiska vätskedjupet. För att förhindra slamuppbyggnad, sediment eller material som kan isolera ytan bör värmarens lägsta läge vara några centimeter (vanligtvis 50–100 mm) över tankens botten. För att säkerställa nedsänkning under regelbunden nivåcykling bör den uppvärmda sektionens högsta punkt vara minst 50–100 mm under den lägsta driftvätskenivån.

Värmaren kräver utrymme för att suga kallare vätska underifrån och avge uppvärmd vätska uppåt, ungefär som en termisk rökstack. Större delen av tanken förblir kall på grund av en tät konvektionscell skapad av en mycket kort uppvärmd längd (t.ex. endast 30 % av vätskedjupet). Extremt långa uppvärmda längder (t.ex. 90 % av djupet) riskerar att röra upp fasta partiklar eller skrapa botten.

Värmarens diameters funktion
Två praktiska begränsningar påverkas av värmarens diameter (yttre diameter på det PTFE-belagda röret):

Minsta böjradie: PTFE-mantlade värmare måste ha en minsta böjradie på fem till åtta gånger rördiametern vid det L-formade hörnet. En större tank kan behövas eftersom en större diameter kräver en mjukare böj, vilket ökar det totala fotavtrycket.

Strukturell styvhet: Värmaren kan kanske sjunka av sin egen vikt och flytta sin spets i riktning mot tankväggen om den har ett längre horisontellt ben och en mindre diameter. Även om en större diameter ökar styvheten, höjer den också materialkostnaderna och begränsar antalet värmare som kan installeras över en enda tankkant.

Värmarens vikt och böjmomentet som orsakas av det horisontella benet måste stödjas av stödfästet. Det rekommenderas att använda ett tyngre-vägg-PTFE-rör eller ett mellanfäste för horisontella förlängningar längre än 300 mm.

Ett användbart cirkulär tankstorleksexempel
Föreställ dig en cirkulär tank med ett normalt vätskedjup på 1200 mm och en innerdiameter på 1000 mm.

Rikta mot den centrala delen av det horisontella benet. 500 mm är radien. Värmarens axel är placerad 250 mm från väggen med ett horisontellt ben som är 250 mm (50 % av radien), vilket ger den motsatta väggen 250 mm utrymme. Detta är acceptabelt.

Vertikal uppvärmd längd: 840–960 mm, eller 70–80 % av 1200 mm. För enkelhetens skull, gå med 900 mm.

Bottenavstånd: Placera värmaren så att dess lägsta punkt är 100 mm ovanför tankens botten. Eftersom 100 + 900=1000 mm sträcker sig det vertikala benet från 100 mm över botten till 1000 mm över botten.

Toppnedsänkning: Den lägsta vätskenivån bör aldrig sjunka under 1100 mm och lämna 100 mm av värmaren synlig. Om nivån sjunker under det tröskelvärdet, ange en låg-förregling för att stänga av värmaren.

Undvik typiska fallgropar
Det uppvärmda området bör inte placeras i den övre kvadranten av tanken eftersom det kan exponeras av stänk, vågor eller nivåsänkningar.

Undvik att låta värmaren komma i kontakt med botten eftersom sedimenterat slam isolerar PTFE-ytan och kan leda till lokal överhettning.

Momentkapaciteten för stödfästet bör inte bortses från. Ett långt horisontellt ben, som 500 mm eller mer, sätter mycket vridmoment på tankfälgfästet. Det kan vara nödvändigt att använda armering av rostfritt stål.

Avslutningsvis
De exakta benlängderna och värmarens diameter bestäms av tankens diameter och djup, vilket gör specifikationen av en PTFE-värmare över--sidan till en skräddarsydd uppgift. Det är nödvändigt att välja insättningslängdens diameter över PTFE-värmaren på sidan så att den uppvärmda sektionen spänner över 70–80 % av vätskedjupet i den nedre centrala volymen, rensar botten och förblir nedsänkt hela tiden. För frätande bad ger en värmare av lämplig storlek effektiv, skal-beständig uppvärmning genom att arbeta med de naturliga vätskeströmmarna snarare än mot dem. När du är osäker hjälper en grundläggande design av den föreslagna värmargeometrin i kombination med en måttritning av tanken att undvika dyra fältjusteringar.