The Temperature{0}}Current Density -linkki
Galvanointivirran tiheysmääritykset olettavat tietyn kylvyn lämpötilan. Sähkökemiallinen reaktiokinetiikka, liuoksen johtavuus ja diffuusionopeudet riippuvat kaikki lämpötilasta. Kylpy 55 asteen levyissä eri tavalla kuin sama kylpy 50 asteessa, vaikka tasasuuntaajan asetukset olisivat samat.
Kun tuotantokapasiteetti kasvaa, tasasuuntaaja tuottaa enemmän ampeeria. Enemmän virtaa tarkoittaa enemmän ohmista lämmitystä liuoksessa. Kylvyn lämpötila nousee, ellei jäähdytysjärjestelmä poista ylimääräistä lämpöä. Sitä vastoin alhaisen-tuotantojakson aikana alennettu virta tarkoittaa vähemmän itse-lämpenemistä. PTFE-lämmönvaihtimen on lisättävä lämpöä lämpötilan ylläpitämiseksi.
Lämmitysjärjestelmä ja tasasuuntaaja on kytketty kylvyn lämpötilan kautta. Väärä mitoitus aiheuttaa lämpötilapoikkeaman, joka muuttaa kerrostuman ominaisuuksia. PTFE-lämmönvaihtimen mitoittajan on ymmärrettävä koko lämpötasapaino, mukaan lukien tasasuuntaajan osuus.
Lämpötasapainon yhtälö
Pinnoitussäiliön lämpötase sisältää useita tuloja ja häviöitä. Tasasuuntaaja tarjoaa resistiivisen lämmityksen: noin 70-85 % kylpyyn syötetystä sähkötehosta muuttuu lämmöksi. 10 000 ampeerin tasasuuntaaja, joka toimii 8 voltilla, tuottaa 80 kW sähkötehoa, josta noin 60-68 kW muuttuu lämmöksi.
Lisälämmön syöttöjä ovat pumpputyö (vähäinen, tyypillisesti 1-3 kW), kemiallinen reaktiolämpö (eksoterminen tai endoterminen, usein merkityksetön) ja PTFE-lämmönvaihtimen höyryn syöttö.
Lämpöhäviöitä ovat haihtuminen kylvyn pinnalta (merkittävä, 5-15 kW suurissa avoimissa säiliöissä), säteily ja konvektio säiliön seinistä, poistoilmanvaihto, joka kuljettaa pois lämmitetyn ilman, sekä kylmien työkappaleiden pääsy kylpyyn.
PTFE-lämmönvaihtimen on toimitettava kokonaislämpöhäviöiden ja kaikkien muiden lämpöhyötyjen summan välinen erotus. Kun tasasuuntaaja on täydellä kuormalla, se tuottaa suurimman osan tarvittavasta lämmöstä. Vaihtimen tarvitsee ehkä vain täydentää haihtumishäviöitä. Tyhjäkäynnillä ilman tasasuuntaajan kuormaa vaihtimen on syötettävä kaikki lämpöhäviöt lämpötilan ylläpitämiseksi.
Taulukko 1: Lämpötasapaino 8 000 litran nikkelipinnoitussäiliölle vaihtelevilla tasasuuntaajan kuormilla
| Käyttökunto | Tasasuuntaajan lämmönsyöttö (kW) | Haihtumishäviö (kW) | Seinä-/ilmanvaihtohäviö (kW) | Vaadittu PTFE-lämmittimen syöttö (kW) |
|---|---|---|---|---|
| Täysi tuotanto (8 000 A) | 55 | 12 | 15 | 0 (ylimääräinen lämpö poistetaan jäähdyttämällä) |
| Puolet tuotannosta (4 000 A) | 27 | 10 | 13 | 0 (lähellä tasapainoa) |
| Tyhjäkäynti (0 A, ylläpito 55 astetta) | 0 | 5 | 12 | 17 |
| Kylmäkäynnistys (20 - 55 astetta) | 0 | 0 | 3 | 75 (lämmitys-) |
Lämpötasapaino tyypilliselle Watts-nikkelikylpylle. Jäähdytetty vesikierto käsittelee ylimääräisen lämmön täydessä tuotannossa. PTFE-lämmitin mitoitettu käynnistyskäyttöön.
PTFE-lämmönvaihtimen mitoitus muuttuvaa kuormaa varten
PTFE-lämmönvaihtimen on täytettävä käyttöjakson suurin lämmitystarve. Useimmille pinnoituslinjoille tämä on kylmäkäynnistysehto: koko kylvyn tilavuuden lämmitys ympäristön lämpötilasta käyttölämpötilaan tietyn ajan kuluessa.
Käynnistystyö ohittaa vakaan-tilan tyhjäkäynnin. Esimerkki 8 000 litran säiliöstä vaatii 75 kW käynnistyksessä, mutta vain 17 kW tyhjäkäynnissä. 75 kW:n käynnistykseen mitoitettu PTFE-vaihdin on enemmän kuin riittävä kaikkiin muihin olosuhteisiin. Täyden tuotannon aikana vaihdin voidaan eristää tai moduloida niin, että höyryvirtaus on nolla, kun taas jäähdytys poistaa ylimääräisen tasasuuntaajan lämmön.
Ohjausjärjestelmä hallitsee siirtymistä. Lämpötilansäädin tunnistaa kylvyn lämpötilan ja moduloi höyryventtiilin PTFE-vaihtimeen. Kun tasasuuntaajan lämpö nostaa kylvyn lämpötilan asetusarvon yläpuolelle, höyryventtiili sulkeutuu. Jos lämpötila jatkaa nousuaan, jäähdytysjärjestelmä aktivoituu. Tämä kaskadisäätö pitää lämpötilan ±1 asteessa kaikilla tuotantonopeuksilla.
Huoneen yökuntoon laitto
PTFE-lämmönvaihtimet kestävät suuria sammutussuhteita ilman suorituskykyongelmia. Toisin kuin metalliset vaihtimet, joissa voi esiintyä lauhteen aiheuttamaa korroosiota alhaisilla höyryvirroilla, kondensaatti ei vaikuta PTFE:hen kemiallisesti. Höyryventtiili voi moduloida nollasta täyteen virtaukseen tarpeen mukaan.
Sovelluksissa, joissa on äärimmäisiä sammutusvaatimuksia, jaetun{0}}käämin kokoonpano tarjoaa tarkemman ohjauksen. Kaksi itsenäistä PTFE-kelapiiriä jakaa säiliön. Ohjain käyttää yhtä piiriä peruskuormitukselle, jolloin toinen piiri on online-tilassa käynnistyksen tai suuren -tarpeen aikana. Tämä järjestely parantaa lämpötilan säädön tarkkuutta alhaisilla lämpöpanoksilla.
Yhteenveto
PTFE-lämmönvaihtimen kapasiteetin on vastattava tasasuuntaajan kaikkia käyttöolosuhteita. Hallitseva mitoitusehto on tyypillisesti kylmäkäynnistys, ei vakaan tilan-käyttö. Lämpötasapainolaskelmat, mukaan lukien tasasuuntaajan syöttö, haihdutus ja seinähäviöt, määrittävät tarvittavan vaihtimen toiminnan.
PTFE-vaihdin tarjoaa lisälämpöä joutokäynnin ja alhaisen{0}}tuotannon aikana. Täydessä tuotannossa ylimääräinen tasasuuntaajan lämpö saattaa vaatia jäähdytystä. Ohjausjärjestelmä kaskadoi lämmitystä ja jäähdytystä ylläpitääkseen lämpötilaa kaikilla tuotantonopeuksilla.
Tekninen analyysi PTFE-lämmönvaihtimen mitoitukselle tasasuuntaajan lämmön integroinnilla on saatavilla, kun säiliön tilavuus, käyttölämpötila, tasasuuntaajan tehoalue, tuotantoaikataulu, käynnistysaikavaatimus ja olemassa olevan lämmitys- tai jäähdytysjärjestelmän tiedot on toimitettu.
