Loji kemasan logam diperlukan untuk mensaiz pemanas rendaman PTFE gantian untuk tangki penanod asid kromik 2,000-liter. Mandian beroperasi pada 55 darjah , dan loji memerlukan masa pemanasan selama empat jam dari 20 darjah . Pemanas sedia ada telah bersaiz kecil, dan tangki tidak pernah mencapai titik tetap semasa pengeluaran puncak. Pasukan penyelenggaraan perlu mengira kuasa yang betul sebelum memesan penggantian.
Saiz pemanas rendaman PTFE untuk tangki asid kromik memerlukan tiga pengiraan: beban haba-naik, beban penyelenggaraan dan kawasan permukaan yang diperlukan untuk ketumpatan watt yang selamat. Setiap pengiraan bergantung pada kimia mandian, dimensi tangki dan keadaan operasi.
Langkah 1: Kira Haba{1}}Muatan Naik
Beban panas-adalah tenaga yang diperlukan untuk menaikkan tempat mandi dari ambien ke titik tetap dalam masa yang dikehendaki. Formulanya ialah: kW=(liter × ΔT × Cp × ketumpatan) / (3600 × jam).
Untuk mandian asid kromik 2,000-liter dengan ketumpatan 1,150 kg/m³ dan haba tentu 3.75 kJ/kg·K, pemanasan dari 20 darjah hingga 55 darjah dalam empat jam memerlukan kira-kira 23 kW. Menambah 20% untuk kerugian semasa pemanasan memberikan 28 kW.
| Isipadu Tangki | Kenaikan Suhu | Memanaskan-Masa | Panaskan-Muatan | Dengan Margin Kerugian 20%. |
|---|---|---|---|---|
| 1,000 L | 35 darjah | 4 jam | 11.5 kW | 14 kW |
| 1,500 L | 35 darjah | 4 jam | 17.2 kW | 21 kW |
| 2,000 L | 35 darjah | 4 jam | 23.0 kW | 28 kW |
| 2,500 L | 35 darjah | 4 jam | 28.7 kW | 34 kW |
| 3,000 L | 35 darjah | 4 jam | 34.5 kW | 41 kW |
Panaskan-beban untuk mandian asid kromik pada 1,150 kg/m³ dan 3.75 kJ/kg·K
Langkah 2: Kira Beban Penyelenggaraan
Beban penyelenggaraan ialah tenaga yang diperlukan untuk menahan setpoint terhadap kerugian yang berterusan. Untuk tangki 2,000 liter pada 55 darjah , kerugian dinding adalah 1.5–2.5 kW, kehilangan permukaan ialah 0.8–1.5 kW, dan beban pengeluaran ialah 1–3 kW. Jumlah beban penyelenggaraan ialah 3.3–7.0 kW.
Pemanas hendaklah bersaiz untuk beban haba-yang lebih besar atau beban penyelenggaraan. Untuk tangki ini, beban haba-naik sebanyak 28 kW adalah lebih besar.
Langkah 3: Kira Luas Permukaan Yang Diperlukan
Luas permukaan bergantung pada watt dan ketumpatan watt selamat untuk asid kromik. Untuk pemanas rendaman PTFE dalam asid kromik pada 55 darjah , ketumpatan watt selamat ialah 1.0–1.2 W/cm².
Untuk duti 28 kW pada 1.0 W/cm², luas permukaan yang diperlukan ialah 28,000 cm². Pemanas lurus tunggal dengan diameter sarung 50 mm memerlukan 17,834 mm panjang yang dipanaskan-jauh lebih lama daripada mana-mana tangki biasa. Konfigurasi berbilang{10}}atau pemanas berbilang diperlukan.
| Watt | Ketumpatan Watt Selamat | Kawasan Permukaan yang Diperlukan | Panjang Dipanaskan pada Sarung 50 mm | Konfigurasi Berbilang{0}}Pas |
|---|---|---|---|---|
| 15 kW | 1.0 W/cm² | 15,000 cm² | 9,554 mm | 6 pas × 1,592 mm |
| 20 kW | 1.0 W/cm² | 20,000 cm² | 12,739 mm | 8 pas × 1,592 mm |
| 25 kW | 1.0 W/cm² | 25,000 cm² | 15,924 mm | 10 hantaran × 1,592 mm |
| 28 kW | 1.0 W/cm² | 28,000 cm² | 17,834 mm | 12 pas × 1,486 mm |
| 30 kW | 1.0 W/cm² | 30,000 cm² | 19,108 mm | 12 pas × 1,592 mm |
Luas permukaan dan berbilang-lulus keperluan konfigurasi untuk asid kromik pada 1.0 W/cm²
Langkah 4: Sahkan Kedalaman Perendaman dan Kesesuaian Tangki
Pemanas mesti sesuai dengan tangki dan kekal terendam sepenuhnya pada paras cecair minimum. Tangki 2,000-liter berukuran 1,500 × 1,200 × 1,100 mm mempunyai panjang pemanasan yang boleh digunakan kira-kira 800–900 mm. Pemanas berbilang laluan dengan 12 pas 1,486 mm setiap satu tidak boleh dimuatkan dalam satu tangki.
Penyelesaian praktikal ialah menggunakan pelbagai pemanas yang diedarkan di sekeliling perimeter tangki. Tiga pemanas, setiap satu dengan 10 kW pada 1.0 W/cm², memberikan jumlah 30 kW. Setiap pemanas mempunyai konfigurasi berbilang-laluan yang sesuai dengan ruang yang tersedia.
Langkah 5: Sahkan Ketumpatan Watt dan Suhu Permukaan
Ketumpatan watt dikira daripada jumlah watt dan jumlah luas permukaan. Untuk 28 kW dan 28,000 cm², ketumpatan watt ialah 1.0 W/cm². Pada 1.0 W/cm² dalam mandian asid kromik sederhana bergolak pada 55 darjah , suhu permukaan adalah lebih kurang 75–80 darjah . Itu adalah dalam julat selamat untuk PTFE.
Jika suhu permukaan yang dikira melebihi 85 darjah, ketumpatan watt harus dikurangkan, dan kawasan permukaan meningkat.
Apabila Pemanas Standard Tidak Dapat Memenuhi Keperluan Kuasa dan Kawasan Permukaan
Tangki asid kromik yang besar dengan beban kepanasan tinggi-selalunya tidak dapat menampung pemanas rendaman PTFE standard pada ketumpatan watt rendah yang diperlukan oleh kimia. Konfigurasi pemanas rendaman PTFE tersuai dengan berbilang pemanas, kawasan permukaan yang besar dan ketumpatan watt yang rendah menangani punca ketidakpadanan kuasa dan kawasan permukaan. Proses spesifikasi memerlukan isipadu tangki, kimia mandian, suhu operasi,-sasaran masa haba dan watt yang diperlukan. Untuk kemudahan dengan tangki asid kromik yang besar, pendekatan khusus-aplikasi ini memastikan pemanas menyampaikan kuasa yang diperlukan pada suhu permukaan yang selamat.
