3 kVt quvvatga ega PTFE isitgich qisqa, ixcham to'plam yoki uzoqroq, cho'zilgan halqa ko'rinishida ishlab chiqarilishi mumkin. Ikkala dizayn ham bir xil umumiy issiqlik chiqishini ta'minlashi mumkin, ammo kattaroq isitgich sezilarli darajada past termal stress ostida ishlaydi, chunki energiya kattaroq sirt bo'ylab taqsimlanadi. Bu farq to'g'ridan-to'g'ri qobiq haroratiga, kimyoviy qarshilikka va umumiy xizmat muddatiga ta'sir qiladi.
O'rtasidagi munosabatPTFE isitgichining sirt maydoni ruxsat etilgan vattli suyuqliktanlash immersion isitish tizimlarida eng muhim dizayn masalalaridan biridir. Umumiy ruxsat etilgan quvvat izolyatsiya qilingan elektr quvvati emas. Buning o'rniga, u mavjud bo'lgan issiqlik uzatish yuzasi miqdori va suyuqlik toqat qila oladigan maksimal xavfsiz vatt zichligi bilan boshqariladi.
Sirt maydoni va vatt zichligi o'rtasidagi bog'lanishni tushunish
Sirt maydoni PTFE qobig'ini haddan tashqari qizdirmasdan suyuqlikka qancha issiqlik o'tkazilishi mumkinligini aniqlaydi. Vatt zichligi bu sirt bo'ylab issiqlik oqimining qanchalik konsentrlanganligini tavsiflaydi.
Bog'lanishni oddiy tenglama bilan ifodalash mumkin:
Pmax=A×WDP_{max}=A\\times WDPmax =A×WD
Qayerda:
PmaxP_{max}Pmax=maksimal ruxsat etilgan isitgich quvvati
AAA=umumiy isitiladigan sirt maydoni
WDWDWD=suyuqlik uchun tavsiya etilgan vatt zichligi
Ushbu tenglama nima uchun kattaroq isitgich ko'proq quvvatni xavfsiz etkazib berishi mumkinligini tushuntiradi. Isitilgan sirt maydonini oshirish PTFE qoplamasining har bir kvadrat santimetri tomonidan olib boriladigan termal yukni pasaytiradi.
Sirt maydoni PTFE isitgich uchun xavfsizlik valyutasidir. Hudud kattalashganda, termal stress kamayadi.
Umumiy suyuqliklar uchun odatiy vatt zichligi chegaralari
Turli suyuqliklar issiqlikni har xil tezlikda yutadi. Kuchli aylanma yoki past yopishqoqlikka ega suyuqliklar issiqlikni samarali ravishda olib tashlaydi va yuqori vatt zichligiga imkon beradi. Ko'proq yopishqoq yoki termal sezgir suyuqliklar ancha yumshoqroq isitishni talab qiladi.
Yaxshi qo'zg'atilgan sharoitlarda maksimal vatt zichligi bo'yicha odatiy tavsiyalar-o'z ichiga oladi:
| Suyuqlik | Odatda maksimal vatt zichligi |
|---|---|
| Suv | 1,5 Vt/sm² |
| Yog ' | 0,5 Vt/sm² |
Bu chegaralar o'zboshimchalik bilan emas. Ular PTFE qobig'ining haroratini taxminan 110 darajadan past ushlab turish uchun mavjud bo'lib, u erda uzoq muddatli{2}}moddaning buzilish xavfi sezilarli darajada oshadi.
Agar qo'zg'alish yomonlashsa yoki turg'un zonalar rivojlansa, amalda ruxsat etilgan vatt zichligi yanada kamayishi kerak.
Sirt maydoni ruxsat etilgan quvvatni qanday o'zgartiradi
Suvda ishlash uchun mo'ljallangan ikkita PTFE isitgichni ko'rib chiqing.
Yilni isitgichga misol
Isitgichda quyidagilar mavjud deb taxmin qiling:
Yuzaki maydoni: 1000 sm²
Suyuqlik: suv
Tavsiya etilgan vatt zichligi: 1,5 Vt/sm²
Tavsiya etilgan maksimal quvvat quyidagicha bo'ladi:
Pmax=1000×1.5=1500 WP_{max}=1000\\times1.5=1500\\ \\mathrm{W}Pmax =1000×1.5=1500 Vt
1,5 kVt ish chegarasi shuning uchun tegishli aralashtirish ostida nisbatan xavfsiz qobiq haroratini saqlab qoladi.
Kattaroq sirt maydoni isitgichi
Endi suyuqlik o'zgarmagan holda sirt maydoni ikki baravar ko'payib, 2000 sm² ni tashkil qiladi deb faraz qiling.
Ruxsat etilgan quvvat quyidagicha bo'ladi:
Pmax=2000×1.5=3000 WP_{max}=2000\\times1.5=3000\\ \\mathrm{W}Pmax =2000×1.5=3000 Vt
Issiqlik ko'proq PTFE yuzasi bo'ylab tarqalishi sababli umumiy quvvat qobiliyati ikki baravar ko'payadi.
Ushbu tamoyilning asosini tashkil qiladiPTFE isitgichining sirt maydoni ruxsat etilgan vattli suyuqlikmunosabat.
Silindrsimon PTFE isitgichning sirt maydonini hisoblash
Ko'pgina PTFE suv isitgichlari silindrsimon isitish elementlaridan foydalanadi. Isitilgan g'ilof maydonini standart silindr yuzasi tenglamasi bilan hisoblash mumkin:
A=pdLA=\\pi dLA=pdL
Qayerda:
AAA=sirt maydoni
ddd=element diametri
LLL=isitiladigan uzunlik
Diametrni yoki isitiladigan uzunlikni oshirish mavjud issiqlik uzatish maydonini oshiradi. Amalda, ishlab chiqaruvchilar ko'pincha halqalar, spirallar yoki ko'p oyoqli birikmalar orqali isitiladigan uzunlikni oshiradilar, chunki uzunlikni kengaytirish odatda quvur diametrini sezilarli darajada oshirishdan ko'ra amaliyroqdir.
Uzun spiral element bir xil quvvatga ega bo'lgan ixcham isitgichga nisbatan katta o'lchamli ko'rinishi mumkin, lekin kattaroq geometriya ko'pincha keskin sovuqroq ishlaydi.
Nima uchun past vatt zichligi isitgichning ishlash muddatini uzaytiradi
PTFE agressiv kimyoviy moddalarga juda chidamli, ammo haddan tashqari g'ilof harorati hali ham qarish va mexanik stressni tezlashtiradi. Yuqori vatt zichligi suyuqlik chegarasida-mahalliy qizib ketishni keltirib chiqaradi.
Vatt zichligi oshishi bilan bir nechta zararli ta'sirlar kuchayadi:
Jarayon qoldiqlarining termal parchalanishi
G'ilof yuzasida bug 'pufakchasi shakllanishi
PTFE yumshatuvchi va emiruvchi
Dielektrik barqarorligining pasayishi
Isitish elementining ichki kuchlanishi
Bo‘shashgan, past zichlikli element-uzoq umr ko‘radi.
Shuning uchun konservativ isitgich o'lchamlarini ko'pincha korroziy kimyoviy vannalar, qoplamali tanklar va yuqori-qiymatli texnologik tizimlar uchun tavsiya etiladi. Qo'shimcha dastlabki moddiy xarajatlar ko'pincha texnik xizmat ko'rsatish chastotasini kamaytirish va isitgichlarni kamroq almashtirish orqali qoplanadi.
Nima uchun ko'pincha bir necha-Reytingli isitgichlarga afzallik beriladi
Ko'pgina sanoat tizimlari bitta ixcham yuqori zichlikdagi-isitgichga tayanmaydi. Buning o'rniga bir nechta pastroq{2}}zichlikdagi isitgichlar tank bo'ylab taqsimlanishi mumkin.
Ushbu strategiya bir qator afzalliklarga ega:
Pastki qobiq harorati
Har bir isitgich kamroq termal yukni ko'taradi, bu esa issiq nuqtalar ehtimolini kamaytiradi.
Suyuqlikni isitishning bir xilligi yaxshilandi
Issiqlik texnologik tank bo'ylab bir tekis taqsimlanadi, bu termal gradyanlarni kamaytiradi.
Uzoqroq xizmat muddati
Pastroq operatsion stress odatda PTFE uzoq umr ko'rishni va charchoqqa chidamliligini oshiradi.
Ortiqchalik
Agar bitta isitgich ishlamay qolsa, texnik xizmat ko'rsatish rejalashtirilgunga qadar qisman isitish quvvati mavjud bo'lishi mumkin.
Xuddi shu sababga ko'ra, talab qilinadigan kimyoviy dasturlarda ko'pincha uzun spiral isitgichlar qisqa tekis elementlarga afzallik beriladi. Dastlabki xarid narxi biroz yuqoriroq bo'lishi mumkin bo'lsa-da, operatsion ishonchlilikning yaxshilanishi odatda sezilarli bo'ladi.
Suyuqlik ajitatsiyasining ahamiyati
PTFE isitgichining ruxsat etilgan quvvati nafaqat sirt maydoniga, balki suyuqlikning qobiqdan issiqlikni qanchalik samarali olib tashlashiga ham bog'liq.
Kuchli aylanish doimiy ravishda elementni o'rab turgan qizdirilgan suyuqlik qatlamini almashtiradi. Yomon aylanish izolyatsiya qiluvchi termal chegara qatlamini shakllantirishga imkon beradi, bu esa g'ilofning haroratini keskin oshiradi.
Aralashtirilgan suvda 1,5 Vt/sm² ga teng bo'lgan isitgich turg'un sharoitlarda xavfli bo'lib qolishi mumkin. Shu sababli, konservativ muhandislik chegaralari odatda real{2}}dunyo tizimlarida qo'llaniladi.
Eng xavfsiz PTFE isitgich dizaynlari bir vaqtning o'zida to'rtta o'zgaruvchini muvozanatlashtiradi:
Isitgichning umumiy quvvati
Sirt maydoni
Suyuqlik turi
Agitatsiya sifati
Ushbu omillardan biriga e'tibor bermaslik isitgichning ishlash muddatini sezilarli darajada qisqartirishi mumkin.
Minimal o'lchamdan ko'ra ishonchlilik uchun dizayn
Yilni isitgichlar jozibali ko'rinishi mumkin, chunki ular materialdan foydalanish va o'rnatish joyini kamaytiradi. Biroq, kichikroq dizaynlar issiqlik energiyasini g'ilofning qisqartirilgan maydoniga to'playdi.
Ushbu konsentratsiya umumiy quvvat o'zgarmagan bo'lsa ham, qobiq haroratini oshiradi.
Kattaroq sirt maydoni dizaynlari energiyani suyuqlikka yumshoqroq taqsimlaydi. Natijada pastroq ish harorati PTFE barqarorligini yaxshilaydi va ichki qarshilik simidagi uzoq{1}} muddatli stressni kamaytiradi.
Bu tamoyil tajribali texnologik muhandislar nega korroziy kimyoviy xizmat ko‘rsatish uchun katta o‘lchamli yoki{0}}baholangan isitish tizimlariga ustunlik berishini tushuntiradi.
Suvga cho'mgan isitishda haddan tashqari ixchamlik kamdan-kam afzallik hisoblanadi.
Xulosa
Umumiy quvvat va umumiy sirt maydoni o'rtasidagi bog'liqlik PTFE isitgich qobig'iga qo'yilgan termal stressni belgilaydi. Maksimal ruxsat etilgan quvvat, mavjud sirt maydonini kutilgan aralashtirish sharoitida suyuqlikning xavfsiz vatt zichligi chegarasiga ko'paytirish orqali aniqlanadi.
Kattaroq isitgichlar past vatt zichligida ishlaydi, g'ilofning sovuq haroratini saqlaydi va odatda ancha uzoqroq xizmat qilish muddatiga erishadi. Qo'shimcha sirt maydoniga biroz ko'proq mablag 'sarflash ko'pincha korroziy jarayon muhitida ishonchlilikni sotib olishning eng samarali usuli hisoblanadi.
Issiqlik tizimini loyihalashda issiqlikning tarqalishi deyarli har doim uni konsentratsiya qilishdan ko'ra xavfsizroq va bardoshlidir.
