Kemična kopel je med normalno proizvodnjo lahko videti stabilna, medtem ko se njena koncentracija postopoma spreminja. Izhlapevanje, dopolnjevanje, odv-ven, doziranje kemikalij in dodajanje vode lahko spremenijo sestavo raztopine.
Za aPTFE potopni grelec, je ta sprememba pomembna, ker koncentracija kemikalij vpliva na združljivost materiala, obnašanje-pri prenosu toplote, usedline in celotno toplotno obremenitev. Grelnik, izbran samo glede na prostornino rezervoarja in moč, lahko zato deluje drugače, ko se spremeni kemija kopeli.
Koncentracija je pomembnejša od samega pH
pH zagotavlja uporabne informacije, vendar ne opisuje popolnoma okolja za kemično ogrevanje.
Dve raztopini s podobnimi pH vrednostmi lahko vsebujeta različne kisline, soli, oksidante, kovinske ione ali aditive. Njihovi učinki na izpostavljene komponente grelnika so zato lahko različni.
PTFE se pogosto uporablja kot zaščitni material pri korozivnem kemičnem segrevanju zaradi svoje široke kemične odpornosti. Vendar je dejanska primernost še vedno odvisna od specifične kemične sestave in delovne temperature.
Za inženirsko izbiro mora specifikacija opredeliti kemično vrsto in približno koncentracijo, namesto da preprosto navaja "kislo kopel" ali "alkalno raztopino".
Koncentracija lahko spremeni toplotno obremenitev
Koncentracija kemikalij lahko vpliva tudi na fizikalne lastnosti kopeli.
Gostota, viskoznost, specifična toplotna kapaciteta in toplotna prevodnost se lahko spremenijo s spremembo koncentracije. Te lastnosti vplivajo na to, kako hitro se toplota premika skozi tekočino in koliko energije je potrebno za dvig njene temperature.
Za serijsko segrevanje lahko osnovno razmerje-ogrevanja izrazimo kot:
Q=mcΔT
kjermje tekoča masa,cje specifična toplotna kapaciteta inΔTje potrebno povišanje temperature.
Če koncentracija spremeni gostoto raztopine ali toplotno kapaciteto, se lahko dejanska energetska zahteva razlikuje od izračuna, ki temelji na predpostavkah, podobnih vodi-.
To postane še posebej pomembno, ko se koncentrirana kemična raztopina segreje od sobne temperature do nadzorovane procesne temperature.
Zakaj sta viskoznost in kroženje pomembni
Nekatere koncentrirane kemične raztopine postanejo bolj viskozne. Višja viskoznost lahko zmanjša naravno konvekcijo in spremeni gibanje tekočine okoli grelnika.
To povzroča toplotno-težavo načrtovanja.
A PTFE potopni grelecodvisno od okoliške tekočine za odvzem toplote z grelne površine. Če kroženje postane šibkejše, se lahko lokalna temperatura okoli grelnika dvigne, tudi če senzor temperature kopeli kaže sprejemljivo povprečno temperaturo.
Poenostavljen model prenosa-toplote je:
Q=hAΔT
Ko se učinkovita cirkulacija zmanjša, se{0}}koeficient prenosa toplotehse lahko tudi zmanjša. Ohranjanje enake ogrevalne moči lahko nato zahteva večjo temperaturno razliko med ogrevalno površino in tekočino.
To je eden od razlogov, zakaj je treba površino grelnika in porazdelitev moči upoštevati skupaj s koncentracijo kemikalij.
Koncentracija lahko spodbuja depozite
Nekatere koncentrirane procesne kopeli so bolj nagnjene k kristalizaciji ali usedlinam, ko lokalne temperature postanejo višje od temperature osnovne raztopine.
Obloge na grelni površini lahko ustvarijo dodatno toplotno uporno plast. Sčasoma bo grelnik morda potreboval večjo temperaturno razliko, da bo tekočini zagotovil enako količino toplote.
Poenostavljen model toplotne-upornosti je mogoče predstaviti kot:
Q=ΔT/Rtotal
kjerRtotalpredstavlja skupno toplotno odpornost skozi ustrezne plasti.
Praktična posledica je pomembna: povečanje moči grelnika ni vedno pravilen odziv na počasno segrevanje. V kopeli,-ki je nagnjena k usedanju, je morda bolj primerna izboljšana porazdelitev-območij ogrevanja, kroženje in postopki čiščenja.
Primer-specifikacije na podlagi koncentracije
Razmislite o rezervoarju za kemikalije, ki deluje pod naslednjimi pogoji:
| Parameter | Primer stanja | Oblikovalski pomen |
|---|---|---|
| Kemijska koncentracija | 25 mas.% | Določa procesno okolje |
| Temperatura kopeli | 60 stopinj | Določa toplotno delovno stanje |
| Prostornina rezervoarja | 800 L | Določi približno maso tekočine |
| Moč ogrevanja | 12 kW | Določa stopnjo ogrevanja |
| Naklada | Zmerno mehansko mešanje | Podpira odvajanje toplote s površine grelnika |
| Najmanjša raven tekočine | 70 % višine rezervoarja | Določa varno aktivno območje potopitve |
| Cikel delovanja | 16 h/dan | Vpliva na toplotno kroženje in servisne zahteve |
Zgornje številke so bolj ilustrativne kot splošne omejitve delovanja. Za dejansko dimenzioniranje grelnika so potrebne kemične lastnosti in pogoji-izgube toplote določenega procesa.
Spremembe koncentracije med proizvodnjo
Statična kemijska specifikacija morda ne predstavlja celotnega proizvodnega cikla.
Na primer, izhlapevanje lahko poveča koncentracijo, medtem ko jo lahko dolivanje vode zmanjša. Z vlečenjem lahko odstranite tekoče in raztopljene kemikalije. Samodejno doziranje lahko ustvari začasne gradiente koncentracije, preden pride do popolnega mešanja.
Iz tega razloga je treba pri načrtovanju grelnika upoštevatinormalno delovno območje koncentracije, ne le ena laboratorijska meritev.
Če se koncentracija bistveno spreminja, je treba nadzor temperature in kroženje oceniti v pričakovanem delovnem oknu.
Kaj morajo vsebovati specifikacije javnega naročila
Koristne nakupne specifikacije za PTFE potopni grelnik morajo opredeliti:
Kemijsko ime in območje koncentracije
Najnižja in najvišja temperatura kopeli
Zahtevana moč ogrevanja
Dimenzije rezervoarja in prostornina tekočine
Normalna in minimalna raven tekočine
Pogoji kroženja ali vznemirjenosti
Pričakovane usedline ali suspendirane trdne snovi
Delovni čas in proizvodni cikel
Razpoložljiva napetost in električna konfiguracija
Zahtevane dimenzije grelnika in namestitev
Te podrobnosti omogočajo skupno oceno združljivosti materialov in toplotnih lastnosti.
Koncentracijo kemikalij je zato treba obravnavati kot izbirni parameter-jedrnega grelnika in ne kot sekundarno podrobnost postopka. Za korozivno prevleko in rezervoarje-za kemično obdelavo, zanesljivPTFE potopni greleczasnova je odvisna od ujemanja konstrukcije PTFE, ogrevalne površine, porazdelitve moči, globine potopitve in kontrolnikov delovanja z dejanskim območjem koncentracije.
Kadar je kemija nenavadno koncentrirana, spremenljiva ali kombinirana z omejenim kroženjem, lahko prilagojena specifikacija grelnika zagotovi tehnično ustreznejšo osnovo za izbiro opreme in ponudbo.
