Sovuq po'latdan yasalgan mahkamlagichlar bilan to'ldirilgan qoplamali bochka iliq kislota idishiga tushiriladi. Eritmaning harorati darhol bir necha darajaga tushadi, chunki issiqlik metall yukga tez tushadi. Keyin isitgich nafaqat suyuqlik haroratini, balki tank devorlarining, armatura va suvga botirilgan ish qismlarining haroratini ham tiklashi kerak. Kiruvchi qismlarning termal massasini e'tiborsiz qoldiradigan isitgich o'lchamlarini hisoblash ko'pincha sekin tiklanish vaqtlariga, beqaror jarayon haroratiga va ishlab chiqarish hajmining pasayishiga olib keladi.
Orqadagi qiyinchilikPTFE isitgichi sovuq ish qismlarini isitish vaqtihisob-kitoblar vannaga kiradigan har bir kilogramm sovuq metall katta termal lavabo kabi harakat qilishini tushunishdan iborat. Qismlarning o'zlari issiqlik uchun sovuq, massiv shimgich bo'lib, issiqlik muvozanatiga erishilgunga qadar jarayondan energiyani yutadi.
Texnologik tankdagi issiqlik balansini tushunish
PTFE suv isitgichi faqat suyuqlikni isitmaydi. Partiyani yuklash yoki ishga tushirish sharoitida issiqlik energiyasini bir vaqtning o'zida bir nechta massaga etkazib berish kerak.
Umumiy issiqlik yuki odatda quyidagilarni o'z ichiga oladi:
Jarayon suyuqligi
Tank tuzilishi
Raflar, savatlar yoki jihozlar
Suvga cho'mgan ish qismlari
Atrofdagi muhitga doimiy issiqlik yo'qotilishi
Har bir komponent o'zining massasi, moddiy xususiyatlari va haroratni oshirish talabiga ko'ra issiqlikni yutadi.
Isitgich bu elementlarning barchasini boshlang'ich haroratidan so'nggi ish haroratiga-istalgan isitish davrida ko'tarish uchun yetarli energiya bilan ta'minlashi kerak.
Nima uchun sovuq ish qismlari issiqlik yukida ustunlik qiladi
Ko'pgina elektrokaplama, anodlash va kimyoviy ishlov berish operatsiyalarida ish qismlarining o'zi tankga kiradigan eng katta termal massani ifodalaydi.
Chelik komponentlar ayniqsa muhimdir, chunki ular birlashtiradi:
Yuqori zichlik
Katta partiya massasi
O'rtacha o'ziga xos issiqlik quvvati
Po'latning o'ziga xos issiqligi taxminan:
csteel≈0,5 kJ/kg⋅Kc_{po'lat} \\taxminan 0,5\\ \\mathrm{kJ/kg\\cdot K}csteel≈0,5 kJ/kg⋅K
Bu shuni anglatadiki, katta miqdordagi po'lat hatto oddiy haroratning oshishi uchun ham katta issiqlik energiyasini talab qiladi.
Misol uchun, 30 darajaga ko'tarilgan bir tonna po'lat taxminan so'riladi:
Q=mcDT=1000×0,5×30=15000 kJQ=mc\\Delta T=1000 \\times 0,5 \\times 30=15000\\ \\mathrm{kJ}Q=mcDT=1000×0,5×0,}}k{1111
Bu energiya talabi barqaror jarayon haroratini tiklashdan oldin ham mavjud.
Barrellar, tokchalar yoki zich armaturalarni o'z ichiga olgan partiyali operatsiyalarda ishlov beriladigan qismning yuki suyuqlikning termal massasiga teng yoki undan oshishi mumkin.
Issiqlik energiyasining asosiy tenglamasi
Har qanday materialni isitish uchun zarur bo'lgan energiya standart issiqlik uzatish nisbati yordamida baholanishi mumkin:
Q=mcDTQ=mc\\Delta TQ=mcDT
Qayerda:
QQQ=issiqlik energiyasi talab qilinadi
mmm=massa
ccc=solishtirma issiqlik sig'imi
DT\\Delta TDT=harorat oshishi
Hisoblash quyidagi hollarda alohida amalga oshirilishi kerak:
Jarayon suyuqligi
Ish qismlari
Tank tuzilishi
Har qanday katta armatura yoki tokchalar
Keyin olingan energiya qiymatlari umumiy isitish talabini aniqlash uchun yig'iladi.
Suyuqlikning issiqlik yukini hisoblash
Jarayon suyuqligi odatda asosiy termal yukni ifodalaydi.
Suvga asoslangan eritmalar nisbatan yuqori o'ziga xos issiqlik sig'imi-bo'lib, quyidagilarga yaqin:
cwater≈4,18 kJ/kg⋅Kc_{suv} \\taxminan 4,18\\ \\mathrm{kJ/kg\\cdot K}cwater≈4,18 kJ/kg⋅K
Qoplama va kimyoviy tanklar ko'pincha yuzlab yoki minglab litrni o'z ichiga olganligi sababli, faqat suyuqlikni isitish uchun katta quvvat talab qilinishi mumkin.
Biroq, ishlab chiqarish jarayonida sovuq metall qismlar qayta-qayta kiritilsa, ishlov beriladigan qismning yuki tezda bir xil darajada ahamiyatli bo'lishi mumkin.
Umumiy qoida - umumiy issiqlik yukini hisoblashda ishning massasini suyuqlik massasiga oddiygina qo'shish. Ushbu yaqinlik tez dastlabki hisob-kitobni ta'minlashi mumkin bo'lsa-da, qat'iy muhandislik hisobi suyuqlik va ishlov beriladigan qismning hissalarini aniqroq bo'lish uchun ajratadi, chunki materiallar juda boshqacha o'ziga xos issiqlik sig'imlariga ega.
Kerakli isitish quvvatini aniqlash
Umumiy issiqlik energiyasiga bo'lgan ehtiyoj hisoblab chiqilgandan so'ng, isitish moslamasining minimal quvvatini jami energiyani istalgan isitish vaqtiga- bo'lish yo'li bilan hisoblash mumkin.
Munosabat:
P=QtP=\\frac{Q}{t}P=tQ
Qayerda:
PPP=talab qilingan isitgich quvvati
QQQ=umumiy issiqlik energiyasi
ttt=ruxsat etilgan isitish vaqti-
Sovuq qismlarni yuklagandan so'ng tez tiklanish talab etilsa, yuqori o'rnatilgan quvvat talab qilinadi.
Masalan:
Uzoq tiklanish davri isitish quvvatini kamaytirish imkonini beradi
Qisqa tiklanish maqsadi sezilarli darajada yuqori quvvat zichligini talab qiladi
Bu munosabatlar hamma uchun asosiy hisoblanadiPTFE isitgichi sovuq ish qismlarini isitish vaqtihisob-kitoblar.
Tankning issiqlik yo'qotishlarini hisobga olish
Issiqlik{0}} vaqtida isitgichning bir qismi doimiy ravishda atrof-muhitga yo'qoladi.
Odatda issiqlik yo'qotish mexanizmlari quyidagilarni o'z ichiga oladi:
Tank devorlaridan konvektsiya
Suyuqlik yuzasidan bug'lanish
Atrofdagi havoga radiatsiya
Ventilyatsiya bilan bog'liq-yo'qotishlar
Ushbu yo'qotishlar odatda suyuqlik va ish qismlarini isitish uchun zarur bo'lgan energiyadan kichikroq bo'lsa-da, ular hali ham isitgichning umumiy talabiga hissa qo'shadi.
Quyidagi hollarda issiqlik yo'qotishlari muhimroq bo'ladi:
Issiqlik{0}}davrlari uzoq
Tanklar yuqori haroratlarda ishlaydi
Sirt maydoni katta
Ventilyatsiya darajasi yuqori
Izolyatsiya yomon
Amaliy dizayn hisobi odatda ushbu davom etayotgan yo'qotishlarni qoplash uchun qo'shimcha xavfsizlik chegarasini o'z ichiga oladi.
Nima uchun Vatt zichligi hali ham muhim
Katta isitish quvvati talablarini oddiygina kichik PTFE isitgichga to'plash mumkin emas.
PTFE mukammal kimyoviy qarshilikka ega, ammo nisbatan past issiqlik o'tkazuvchanligiga ega. Haddan tashqari vatt zichligi g'ilof yuzasini haddan tashqari qizib ketishi va isitgichning ishlash muddatini qisqartirishi mumkin.
Yuqori quvvat talab qilinganda ham, PTFE niqobi ostida vatt zichligi chegaralariga rioya qilish kerak.
Natijada, katta issiqlik yuklari ko'pincha talab qiladi:
Bir nechta suv isitgichlari
Uzunroq isitgich uzunligi
Qopqoq yuzasining ko'payishi
Past vattli zichlikdagi isitgich dizaynlari
Ushbu dizayn yondashuvi qoplamaning maqbul haroratini saqlab turganda issiqlikni xavfsizroq taqsimlaydi.
Isitgichni tanlashda vatt zichligi cheklovlariga e'tibor bermaslik quyidagilarga olib kelishi mumkin:
PTFE qizib ketishi
Isitgichning ishlash muddati qisqartirildi
Qopqoqning haddan tashqari harorati
Isitgich yuzasi yaqinida kimyoviy buzilish
Ommaviy ishlov berish davriy termal talablarni yaratadi
Uzluksiz texnologik tanklar odatda barqaror{0}}holat sharoitida ishlaydi. To'plam operatsiyalari boshqacha harakat qiladi.
Sovuq qismlarning har bir yangi yuki vaqtinchalik, ammo sezilarli issiqlik buzilishini keltirib chiqaradi.
Ushbu buzilishning og'irligi quyidagilarga bog'liq:
Qism massasi
Material turi
Dastlabki qismning harorati
Yuklash chastotasi
Istalgan tiklanish vaqti
Sovuq po'lat isitiladigan texnologik idishga qayta-qayta kirishi, isitgichni -uzluksiz to'liq{1}} quvvat bilan ishlashga majbur qilishi mumkin.
Agar o'rnatilgan isitish quvvati kam bo'lsa, jarayon harorati ishlab chiqarish davrlari orasida hech qachon to'liq tiklanmasligi mumkin.
Issiqlik inertsiyasi va ishlab chiqarish samaradorligi o'rtasidagi bog'liqlik
Termal inertiya ishlab chiqarishning mustahkamligiga bevosita ta'sir qiladi.
Sekin haroratning tiklanishi quyidagilarga ta'sir qilishi mumkin:
Qoplama stavkalari
Kimyoviy reaksiya kinetikasi
Etchning ishlashi
Yopishqoqlik
Yuzaki ishlov berish sifati
Elektrokaplama tizimlarida haroratning beqarorligi kon qalinligining bir xilligiga va jarayonning takrorlanishiga ham ta'sir qilishi mumkin.
Shuning uchun isitgichning to'g'ri o'lchamlari issiqlik muhandisligi muammosi va jarayon sifati muammosiga aylanadi.
Tankga kiradigan ishning termal massasi umumiy isitish tizimini loyihalashning ajralmas qismi sifatida ko'rib chiqilishi kerak.
Xulosa
PTFE suvga cho'mdiruvchi isitgich uchun{0}}kerakli isitish vaqtini hisoblash faqat suyuqlik hajmini hisoblashdan ko'ra ko'proq narsani o'z ichiga oladi. Suvga cho'milgan ish qismlarining massasi, material turi va boshlang'ich harorati tizimga qo'yilgan umumiy issiqlik talabiga katta hissa qo'shadi.
Taxminan 0,5 kJ/kg·K o'ziga xos issiqlikka ega sovuq po'latdan yasalgan komponentlar isitish vaqtida katta energiyani o'zlashtiradi va tez-tez texnologik idishdagi eng katta issiqlik qabul qiluvchilardan biriga aylanadi. Isitgichning minimal quvvatini aniqlash uchun suyuqlik, tank tuzilishi, armatura va qismlarni isitish uchun zarur bo'lgan umumiy energiya yig'ilishi va kerakli tiklanish vaqtiga mos kelishi kerak.
Shu bilan birga, PTFE vatt zichligi cheklovlari xavfsiz ishlash diapazonlari ichida qolishi kerak, bu ko'pincha issiqlikni to'g'ri taqsimlash uchun bir nechta isitgichlar yoki kattaroq past{0}}zichlikdagi dizaynlarni talab qiladi.
Amaliy jarayonni isitish dizaynida vannaga kiradigan qismlarning og'irligi va tabiati isitgichning o'lchamlarini hisoblashning o'zidan ajralmasdir. Ushbu termal massani e'tiborsiz qoldirish jarayonning umidsizlikka sekin javob berishini kafolatlaydi. Tankga tushadigan narsa, metall massasi bo'yicha, oxir-oqibatda qancha issiqlik ham kirishi kerakligini aniqlaydi.
