Loji kimia khusus melaporkan simptom luar biasa: pemanas rendaman PTFE dalam larutan polimer likat mengeluarkan bunyi berderak atau meletus tajam semasa jam pertama panas-naik setiap pagi. Bunyi itu berhenti sebaik sahaja mandi mencapai setpoint. Pemanas tidak kelihatan rosak dan cabutan semasa adalah normal. Tetapi bunyi itu adalah tanda amaran-didih setempat sedang berlaku pada permukaan pemanas semasa fasa-panas.
Bunyi wap semasa pemanasan-adalah simptom filem mendidih pada permukaan PTFE. Suhu permukaan pemanas cukup tinggi untuk mengewapkan bendalir yang bersentuhan dengannya, tetapi wap tidak dapat keluar dengan cepat kerana bendalir itu likat. Gelembung wap runtuh dengan kuat apabila ia tertanggal, menghasilkan bunyi meletus.
Mengapa Mandian Likat Menghasilkan Bunyi Stim
Dalam cecair-kelikatan rendah seperti air, gelembung wap mudah tertanggal dan naik ke permukaan. Mereka runtuh secara senyap dalam cecair pukal yang lebih sejuk. Prosesnya lancar, dan tiada bunyi yang dihasilkan.
Dalam cecair likat, lapisan sempadan pada permukaan pemanas adalah tebal. Gelembung wap yang terbentuk di permukaan tidak boleh tertanggal dengan mudah kerana bendalir likat menahan pergerakannya. Buih-buih itu membesar sebelum ia pecah. Apabila mereka akhirnya tertanggal, ia runtuh dengan cepat, dan keruntuhan menghasilkan gelombang tekanan yang didengari sebagai bunyi meletus atau berderak.
| Kelikatan Bendalir | Detasmen Gelembung | Saiz Buih di Detasmen | Runtuh Tenaga | Tahap Kebisingan |
|---|---|---|---|---|
| <10 mPa·s | Mudah | Kecil | rendah | tiada |
| 10–100 mPa·s | Sederhana | Sederhana | Sederhana | pengsan |
| 100–1,000 mPa·s | Sukar | besar | tinggi | Boleh didengari |
| >1,000 mPa·s | sangat sukar | sangat besar | Sangat tinggi | Kuat |
Kelikatan dan kesannya terhadap detasmen gelembung dan penjanaan bunyi
Mengapa Pemanasan-Naik Merupakan Fasa Paling Terdedah
Semasa pemanasan-, pemanas beroperasi pada kuasa penuh. Suhu permukaan lebih tinggi daripada semasa operasi keadaan mantap-kerana bendalir pukal lebih sejuk dan perbezaan suhu antara pemanas dan bendalir lebih besar. Suhu permukaan yang lebih tinggi meningkatkan kadar pembentukan wap.
Bendalir juga lebih likat semasa-panas. Kelikatan kebanyakan cecair berkurangan apabila suhu meningkat. Larutan polimer yang 15,000 mPa·s pada 25 darjah mungkin 5,000 mPa·s pada 60 darjah . Semasa pemanasan{10}}, bendalir berhampiran pemanas adalah lebih sejuk dan lebih likat daripada pada titik tetapan. Cecair likat memerangkap gelembung wap, dan bunyi lebih kuat.
Mengapa Bunyi Stim Penting
Bunyi wap bukan sekadar gangguan. Ia menunjukkan bahawa pendidihan setempat berlaku pada permukaan pemanas. Mendidih mencipta selimut wap yang melindungi permukaan. Suhu permukaan meningkat, dan PTFE merosot lebih cepat daripada keadaan operasi biasa.
Keruntuhan gelembung wap yang berulang juga mewujudkan tekanan mekanikal pada PTFE. Gelombang tekanan daripada keruntuhan melanda permukaan polimer. Lama kelamaan, tekanan boleh menyebabkan keletihan retak dan melepuh.
Menghalang Bunyi Stim dalam Mandian Likat
Pencegahan yang paling berkesan ialah mengurangkan suhu permukaan pemanas di bawah takat didih bendalir. Ini memerlukan mengurangkan ketumpatan watt dan menambah baik aliran pada permukaan pemanas.
Ketumpatan watt yang lebih rendah-0.5–0.8 W/cm²-mengurangkan suhu permukaan sebanyak 15–25 darjah berbanding 1.0–1.2 W/cm². Suhu yang lebih rendah mengekalkan permukaan di bawah takat didih dalam kebanyakan cecair likat.
Aliran yang dipertingkatkan pada permukaan pemanas-daripada eductor, pam edaran semula atau agitator mekanikal-mengurangkan ketebalan lapisan sempadan dan menurunkan suhu permukaan. Halaju tempatan 0.3–0.5 m/s sudah memadai untuk mengelakkan bunyi wap dalam kebanyakan cecair likat.
| Langkah Pencegahan | Kesan pada Suhu Permukaan | Perlaksanaan |
|---|---|---|
| Ketumpatan watt lebih rendah, 0.5–0.8 W/cm² | 15–25 darjah lebih rendah | Reka bentuk pemanas |
| Pendidik di pemanas | 20–30 darjah lebih rendah | Pam kecil atau udara termampat |
| Gelung peredaran semula | 25–35 darjah lebih rendah | Pam dan paip |
| Pergolakan mekanikal | 15–25 darjah lebih rendah | Agitator atau pengacau |
Langkah-langkah pencegahan untuk bunyi wap dalam mandian likat
Apabila Bunyi Stim Menunjukkan Masalah Reka Bentuk
Pemanas yang mengeluarkan bunyi wap walaupun ketumpatan watt rendah dan aliran bertambah baik menunjukkan bahawa reka bentuk pemanas tidak sesuai dengan cecair likat. Konfigurasi pemanas rendaman PTFE tersuai dengan ketumpatan watt yang sangat rendah, luas permukaan yang besar dan{1}}kedudukan aliran yang dioptimumkan menangani punca pendidihan setempat. Proses spesifikasi memerlukan kelikatan bendalir pada suhu operasi, takat didih, kedudukan pemanas, keadaan aliran, dan watt yang diperlukan. Untuk kemudahan dengan cecair proses likat, pendekatan khusus-aplikasi ini mengurangkan hingar wap dan memanjangkan hayat perkhidmatan pemanas.
