Stratifikaatio-oire
Galvanointisäiliössä on jatkuva 5 asteen ero pinnan lähellä olevan lämpötila-anturin ja säiliön pohjan lähellä olevan kylvyn välillä. Ylävyöhykkeellä pinnoitetut osat täyttävät spesifikaatiot. Alemman alueen osissa näkyy himmeitä, epä{3}}värisiä kerrostumia. Käyttäjä nostaa asetuspistettä tuodakseen alaosan alueelle, mikä ylikuumenee ylävyöhykkeen.
PTFE-lämmönvaihdin tuottaa nimellislämpötehoaan. Höyrynpaine on oikea. Kelan pinta on puhdas. Lämpö ei kuitenkaan saavuta tasaisesti säiliön pohjaa. Perimmäinen syy ei ole vaihtimen puute vaan sen sijoitus: upotussyvyys on väärä säiliön geometrian kannalta.
Terminen kerrostumisen fysiikka
Kuumennettu liuos laajenee ja muuttuu vähemmän tiheäksi. Pinnoitussäiliössä upotuskierukan lämmitetty liuos nousee pintaan. Viileämpi, tiheämpi liuos uppoaa. Tämä luonnollinen konvektio luo kiertokuvion. Kuvion tehokkuus riippuu siitä, missä lämmönlähde sijaitsee pystysuorassa vesipatsaassa.
Liian lähelle pintaa sijoitettu PTFE-käämi lämmittää vain ylemmän alueen. Kuumennettu liuos nousee hieman ja leviää säiliön yläosaan. Pohjavyöhyke saa lämpöä vain hitaasta johtumisesta ja heikosta toissijaisesta kierrosta. Vakaa termokliini muodostaa-vaakasuoran tason, joka erottaa lämpimän yläliuoksen viileästä alaliuoksesta.
Säiliön pohjan lähelle sijoitettu kieruka luo tehokkaimman kierron. Lämmitetty liuos kohoaa koko säiliön syvyyden läpi kuljettaen ja sekoittaen täyden tilavuuden. Termokliini on heikko tai puuttuu. Lämpötilan tasaisuus ±1 astetta on saavutettavissa.
Oikea upotussyvyys sijoittaa PTFE-käämin pohjan mahdollisimman lähelle säiliön pohjaa säilyttäen samalla tilan lietteen kerääntymiseltä ja estämällä suoran kosketuksen säiliön pohjaan.
Taulukko 1: PTFE-käämin upotussyvyyden vaikutus lämpötilan tasaisuuteen (2,5 m syvä säiliö, 55 asteen asetuspiste)
| Kelan asento | Etäisyys pohjasta (mm) | Pintalämpötila ( aste ) | Alalämpötila ( aste ) | Pysty ΔT ( aste ) | Yhdenmukaisuusluokitus |
|---|---|---|---|---|---|
| Lähellä pintaa | 2,000 | 57 | 50 | 7 | Huono |
| Keski{0}}syvyys | 1,200 | 56 | 52 | 4 | Reilu |
| Alempi kolmas | 600 | 55.5 | 53.5 | 2 | Hyvä |
| Lähellä pohjaa | 200 | 55 | 54 | 1 | Erinomainen |
| Pohjassa (ei tilaa) | 0 | 55.5 | 55.5 | 0 (paikallinen ylikuumenemisriski) | Huono (lietepaistaminen) |
Lämpötilakartoitus termopariryhmästä Watts-nikkelihauteessa ilmasekoituksella. PTFE-ristikkokela, joka kattaa 60 % säiliön lattiapinta-alasta. Asetusarvo 55 astetta.
Agitaatio-vuorovaikutus
Ilman sekoitus tai mekaaninen sekoitus muokkaa luonnollista konvektiokuviota, mutta ei poista kelan sijoittamisen merkitystä. Sekoitus voi kompensoida alle optimaalisen upottamisen, mutta lisääntyneen ilma- tai pumppuenergian kustannuksella.
Oikein sijoitettu PTFE-kela lähellä pohjaa toimii luonnollisella konvektiolla sen sijaan, että se torjuisi sitä. Patterista nouseva lämpösuihku vahvistaa mekaanista sekoituskuviota. Vähemmällä sekoitusenergialla saavutetaan sama lämpötilan tasaisuus.
Säiliöt, jotka perustuvat yksinomaan luonnolliseen konvektioon,{0}}yleiset sähköttömissä prosesseissa, joissa ilman sekoitus horjuttaisi kylvyn vakautta,{1}}riippuvat täysin sekoituskelan sijoittelusta. Lähellä-alhaa sijoittelu on pakollinen näille sovelluksille.
Upotussyvyyden korjaaminen
Upotussyvyyden korjaaminen olemassa olevassa asennuksessa saattaa edellyttää kelan tukirakenteen muuttamista. PTFE-kelat ovat kevyitä ja ne voidaan siirtää helpommin kuin metallikelat. Tukijalat voidaan lyhentää. Ripustuskiinnikkeet voidaan pidentää. Joustava letku mahdollistaa pienen uudelleenasemoinnin ilman rasitusta.
Jos patteria ei voida laskea säiliön lattian tukkeutumisen tai olemassa olevan putkiston vuoksi, kiertovesipumpun tai imuputkijärjestelmän lisääminen tarjoaa mekaanisen sekoituksen kerrostumisen voittamiseksi. Pumpun imu tulee ottaa kylmältä pohjavyöhykkeeltä ja purkaa PTFE-patterin kautta maksimaalisen lämmön talteenoton saavuttamiseksi.
Yhteenveto
Väärä PTFE-lämmönvaihtimen upotussyvyys aiheuttaa lämpökerrostumista epätäydellisen luonnollisen konvektion vuoksi. Liian korkealle sijoitetut kelat lämmittävät vain säiliön ylävyöhykettä jättäen pohjan kylmäksi.
Lähellä-pohjaa sijaitseva sijoitus 200-300 mm:n etäisyydellä säiliön pohjasta tuottaa parhaan lämpötilan tasaisen täyssyvän luonnollisen konvektion ansiosta. Mekaaninen sekoitus voi kompensoida epäoptimaalista sijoitusta, mutta lisää energiakustannuksia. Sähköttömät prosessit ilman sekoitusta ovat täysin riippuvaisia kelan sijoituksesta sekoitusta varten.
Tekniset suositukset PTFE-käämin sijoittelusta tietyissä säiliögeometrioissa ovat saatavilla, kun säiliön mitat, käyttösyvyys, olemassa oleva käämin asento, sekoitusmenetelmä ja mitatut pystylämpötilaprofiilitiedot on toimitettu.
