Delavnica za galvanizacijo je potrebovala nadomestni PTFE potopni grelnik za 600 mm globok rezervoar za nikljanje. Rezervoar je bil širok 800 mm in dolg 1.200 mm, delovna prostornina pa je bila približno 550 litrov. Obstoječi grelec je bil standardna enota v obliki črke L-, ki je štrlela v pot obdelovanca in je po 14 mesecih odpovedala. Vzdrževalna ekipa je želela grelec po meri, ki bi ustrezal razpoložljivemu prostoru rezervoarja, deloval pri nizki gostoti vatov in preprečil oviranje obdelovancev.
Prilagajanje potopnega grelnika iz PTFE za določeno globino rezervoarja zahteva uravnoteženje štirih omejitev: razpoložljive globine potopitve, zahtevane površine za nizko gostoto vatov, geometrije rezervoarja in pogojev pretoka na lokaciji grelnika.
Omejitev globine potopitve
600 mm globok rezervoar ne zagotavlja 600 mm uporabne dolžine grelnika. Raven tekočine mora biti dovolj visoka, da pokrije obdelovance, grelnik pa mora ostati popolnoma potopljen pri minimalni ravni tekočine. V praksi je uporabna ogrevana dolžina v rezervoarju globine 600 mm 350–450 mm, odvisno od nadvodja in nihanja nivoja.
Standardni ravni grelnik z ogrevano dolžino 400 mm zagotavlja približno 400 cm² površine pri premeru 32 mm. To je veliko premalo za delovanje z nizko-watt-gostoto pri običajnih vatih. Delovanje 4 kW pri 1,0 W/cm² zahteva 4000 cm²-desetkratno površino enega samega ravnega prehoda.
| Globina rezervoarja | Uporabna ogrevana dolžina | Površina pri 32 mm ovoju | Površina pri 50 mm ovoju | Ogrevana dolžina, potrebna za 4000 cm² |
|---|---|---|---|---|
| 400 mm | 250–300 mm | 250–300 cm² | 393–471 cm² | 2.000–2.667 mm |
| 500 mm | 300–350 mm | 300–350 cm² | 471–550 cm² | 1.429–1.667 mm |
| 600 mm | 350–450 mm | 350–450 cm² | 550–707 cm² | 889–1.143 mm |
| 700 mm | 450–550 mm | 450–550 cm² | 707–864 cm² | 727–909 mm |
Zahteve za ogrevano dolžino in površino za delovanje 4 kW pri 1,0 W/cm²
Rešitev z več prehodi-
Rešitev za plitek rezervoar je več{0}}grelnik. Ogrevani element je upognjen v kačasto ali U- obliko, ki se prilega razpoložljivi globini, hkrati pa zagotavlja več ogrevanih prehodov. Štiri-grelnik s prehodi 400 mm zagotavlja 1.600 mm ogrevane dolžine v odtisu približno 400 × 200 mm.
Pri premeru plašča 50 mm zagotavlja 1.600 mm ogrevane dolžine približno 2.513 cm² površine. To je še vedno premalo od 4.000 cm², potrebnih za delovanje 4 kW pri 1,0 W/cm². Potrebno je večje število prehodov ali večji premer plašča.
| Število prehodov | Dolžina prehoda | Skupna ogrevana dolžina | Odtis (pribl.) | Površina (50 mm) | Največja moč pri 1,0 W/cm² |
|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 400 mm | 800 mm | 400 × 100 mm | 1.257 cm² | 1,3 kW |
| 4 | 400 mm | 1.600 mm | 400 × 200 mm | 2.513 cm² | 2,5 kW |
| 6 | 400 mm | 2.400 mm | 400 × 300 mm | 3.770 cm² | 3,8 kW |
| 8 | 400 mm | 3.200 mm | 400 × 400 mm | 5.027 cm² | 5,0 kW |
Več{0}}konfiguracije za rezervoar z globino 600 mm
Namestitev grelnika v rezervoar
Grelnik se mora prilegati razpoložljivemu prostoru, ne da bi oviral obdelovance ali pretok. V rezervoarju 800 × 1.200 mm je grelec mogoče namestiti vzdolž ene stene, tako da osrednji prostor ostane za stojalo za obdelovance. Več-grelnik z odtisom 400 × 300 mm se udobno prilega steni debeline 1200 mm.
Prirobnica mora biti nameščena tako, da grelec visi na pravilni globini. Rezervoar globine 600 mm s 500 mm gladine tekočine in 100 mm nadvodja zagotavlja 400 mm uporabne globine. Ogrevani del grelnika mora biti nameščen v spodnjih 350 mm rezervoarja, pri čemer je vrh ogrevanega dela vsaj 50 mm pod minimalno ravnjo tekočine.
Enakomernost pretoka in temperature
Več{0}}grelnik v plitvi posodi lahko ustvari senčenje toka, če so prehodi preblizu skupaj. Tekočina med prehodi lahko zastaja, kar zmanjša prenos toplote in ustvari vroče točke. Razmik med prehodi mora biti vsaj 30–40 mm, da se omogoči pretok med njimi.
Če ima rezervoar obtočno črpalko, mora biti grelec nameščen tako, da pretok poteka skozi reže med prehodi. Če se rezervoar zanaša na naravno konvekcijo, mora biti grelnik nameščen tako, da lahko dvigajoči se toplotni oblak uide, ne da bi bil ujet med prehodi.
| Pass Spacing | Pretok med prehodi | Tveganje vročih točk | Priporočena aplikacija |
|---|---|---|---|
| <20 mm | Ubogi | visoko | Ni priporočljivo |
| 20–30 mm | Zmerno | Zmerno | Samo nizka vatna gostota |
| 30–40 mm | Dobro | Nizka | Večina aplikacij |
| >40 mm | Odlično | Zelo nizko | Tekočine z visoko vatno gostoto ali viskozne tekočine |
Razmik med prehodi in njegov vpliv na pretok in tveganje vročih točk
Ko standardni grelec ne more namestiti rezervoarja
600 mm globok rezervoar z močjo 4 kW pri 1,0 W/cm² zahteva več-grelnik, ki ga standardne linije izdelkov morda ne ponujajo. Konfiguracija potopnega grelnika iz PTFE po meri s šestimi ali osmimi prehodi, premerom plašča 50 mm in razmikom med prehodi 30–40 mm obravnava temeljni vzrok prostorske omejitve. Postopek specifikacije zahteva dimenzije rezervoarja, obseg nivoja tekočine, zahtevano moč, kemijo kopeli in pogoje pretoka. Za objekte s plitvimi rezervoarji ta-specifični pristop zagotavlja zahtevano površino znotraj razpoložljivega prostora.
