Bagaimana untuk Saiz Pemanas PTFE untuk Tangki dengan Penutup Plastik Terapung untuk Penindasan Wasap?

Ia adalah cara terbaik untuk menyekat asap dan menjimatkan tenaga. Menambah penutup terapung pada tangki terbuka adalah kaedah yang hebat untuk mengurangkan asap dan menjimatkan tenaga. Walau bagaimanapun, jika anda mengira watt untuk pemanas baharu untuk tangki bertutup, peraturan biasa "watt-setiap-gelen" menjadi terlalu konservatif, menjadikan anda pemanas yang besar dan mahal. Penambahan penutup plastik terapung yang terdiri daripada bebola plastik berongga, kepingan buih pepejal atau jubin terapung secara mendadak mengubah tingkah laku terma mandi cecair terbuka. Tudung menghalang penyejatan, mod utama kehilangan haba bagi kebanyakan tangki industri terbuka. Namun pemanas mesti bersaiz untuk dua keadaan operasi yang berbeza pemanasan awal dan penyelenggaraan keadaan mantap. Untuk mensaiz pemanas PTFE dengan betul untuk aplikasi penutup terapung tangki adalah perlu untuk memahami bagaimana penutup memberi kesan kepada setiap keadaan.

Mengapa Tangki Terbuka Kehilangan Haba Lebih Cepat Daripada Tangki Bertutup - Fizik
Tangki terdedah kehilangan haba melalui tiga mekanisme utama:

Penyejatan: Molekul pergi dari permukaan cecair, menghilangkan haba pendam pengewapan. Ini biasanya merupakan kerugian terbesar, terutamanya pada suhu tinggi (cth. 60–90 darjah ).

Perolakan: Udara panas di atas cecair naik, membawa haba dari permukaan.

Sinaran dan pengaliran melalui dinding tangki: Haba terpancar dari permukaan cecair dan dijalankan melalui dinding tangki dan bahagian bawah.

Penutup terapung menyediakan penghalang antara permukaan cecair dan atmosfera dan sangat merendahkan kehilangan penyejatan. Kebanyakan penutup terapung juga mempunyai beberapa nilai penebat supaya meminimumkan kehilangan perolakan dan sinaran dari permukaan. Bergantung pada reka bentuk penutup dan kesesuaian, kehilangan haba keseluruhan daripada tangki bertutup sebenarnya boleh dikurangkan sebanyak 50-70% berbanding tangki terbuka. Walau bagaimanapun, penutup tidak mengubah suai haba yang diperlukan untuk menaikkan suhu cecair pukal daripada mula sejuk kepada suhu operasi.

Penutup tidak menjejaskan-Kuasa Panas
Kuasa pemanasan awal hanya bergantung pada:

Jisim cecair (dalam kg atau lb)

Haba tentu cecair (untuk larutan berasaskan air, di suatu tempat kira-kira 4.18 kJ/kg darjah atau 1 BTU/lb darjah F)

Kenaikan suhu yang diperlukan (ambien ke setpoint, ΔT)

Masa tanjakan yang dibenarkan (jam atau minit)

Atau, dalam nombor praktikal, untuk air kira-kira 2.5 watt-jam setiap gelen setiap darjah F (0.66 Wh/L· darjah ), mengabaikan kehilangan haba dalam pemanasan. Tambah kerugian (seperti yang sepatutnya) dan anda melihat kira-kira 3-4 W/gal- darjah F untuk tangki terbuka yang tidak bertebat. Penutup terapung tiada bezanya dengan pengiraan ini. Ini kerana pada permulaan pemanasan permukaan cecair adalah sejuk dan kehilangan penyejatan adalah kecil sehingga suhu berhampiran setpoint. Lebih penting lagi, penutup tidak mengurangkan jumlah tenaga yang perlu dimasukkan ke dalam jisim cecair. Jadi penggunaan elektrik untuk memanaskan adalah sama seperti untuk tangki yang tidak bertutup.

Kuasa Penyelenggaraan: Penurunan Secara drastik
Apabila tangki berada pada suhu operasi, pemanas hanya perlu melakukan kerja menggantikan haba yang hilang ke persekitaran. Dalam tangki terbuka kehilangan penyejatan berlaku. Penutup terapung hampir menghapuskan kehilangan penyejatan (jika ia tertutup sepenuhnya), dan mengurangkan kehilangan permukaan perolakan dan sinaran. Selebihnya kerugian ditanggung oleh:

Dinding dan bahagian bawah tangki (konduksi)

Penutup terapung itu sendiri (konduksi melalui plastik)

Sebarang ruang antara penutup dan dinding tangki

Dalam amalan, kuasa penyelenggaraan untuk tangki berbumbung boleh dianggarkan sebagai 30-50% daripada nilai penyelenggaraan tangki terbuka. Sebagai contoh, mandi penjerukan atau pembersihan berasaskan air biasa pada 60-70 darjah akan mempunyai penyelenggaraan tangki terbuka sebanyak 20-30 W/kaki^2 permukaan cecair, ditambah dengan kehilangan dinding. Dengan penutup bola plastik terapung, kehilangan permukaan dikurangkan kepada 5-10 W/kaki2. Lembaran buih terapung pepejal boleh lebih rendah.

Cara Saiz Pemanas PTFE untuk Tangki Berbumbung
Metodologi saiz yang betul adalah berdasarkan 2 pengiraan dan yang lebih besar daripada 2 digunakan untuk mengira watt yang dipasang.

Langkah 1: Kira Haba-Naik Kuasa (Mesti dilakukan, tutup atau tiada penutup)
Kira isipadu cecair dalam gelen atau liter

Darab dengan ketumpatan untuk mendapatkan jisim.

Pilih masa tanjakan yang realistik (biasanya 2–4 ​​jam untuk kebanyakan tangki industri).

Tentukan kuasa yang diperlukan untuk memanaskan cecair dari ambien (cth. 20 darjah ) ke setpoint (cth. 70 darjah ) dalam masa itu, menggunakan haba tentu cecair.

Tambah peratusan untuk kehilangan semasa pemanasan-(kira-kira 10-20% untuk tangki bertutup semasa pemanasan, kerana permukaan masih kehilangan sedikit haba apabila suhu meningkat).

Sebuah tangki air 500 gelen (≈ 4000 lb) perlu dipanaskan dari 20 darjah hingga 70 darjah (ΔT=50 darjah=90 darjah F) dalam masa 3 jam. Secara teorinya, tenaga ialah 4000 lb × 90 darjah F × 1 BTU/lb· darjah F=360,000 BTU. 360,000 BTU ÷ 3412 BTU/kWj=105.5 kWj, atau tukar kepada kW. Purata Kuasa=35.2 kW sepanjang 3+ jam. Tambah 15% untuk kerugian dan anda mendapat kira-kira 40 kW kuasa pemanasan.

Langkah 2: Kira Kuasa Penyelenggaraan (Kurang penutup)
Anggarkan jumlah kehilangan haba daripada tangki bertutup pada titik set. Ini terdiri daripada:

Kehilangan permukaan penutup terapung (gunakan data pengilang atau anggaran kejuruteraan: ~5–10 W/kaki^2 untuk bebola plastik, ~3–6 W/kaki^2 untuk kepingan buih pepejal pada 20 darjah udara-perbezaan suhu cecair)

Kerugian dinding dan bawah (tidak bergantung pada penutup, biasanya 5 hingga 15 W/kaki² luas permukaan tangki luaran)

Tambahkan kerugian ini bersama-sama untuk mendapatkan watt penyelenggaraan keadaan mantap.

Sebagai contoh, tangki 500 gelen mempunyai luas permukaan cecair 20 kaki². Bola plastik terapung, kehilangan permukaan=8 W/kaki 2=160 W. Luas dinding (tidak termasuk atas)=80 kaki 2 Kehilangan dinding=10 W/kaki 2=800 W Jumlah Penyelenggaraan=960 W (≈1 kW). Walaupun dengan faktor keselamatan konservatif 2, penyelenggaraan masih hanya 2kW.

Langkah 3: Perbandingan dan Pemilihan Watt Dipasang
Kuasa-panas (40 kW) jauh lebih besar daripada kuasa penyelenggaraan (1-2 kW). Watt dipasang pemanas PTFE mestilah sekurang-kurangnya 40 kW untuk masa pemanasan yang diperlukan. Penutup tidak mengurangkan keperluan ini. Sebaik sahaja tangki berada pada suhu, bagaimanapun, pemanas akan dimatikan atau berjalan pada kitaran tugas yang sangat rendah, hanya menarik 1-2 kW yang diperlukan untuk menampung kerugian. Ini adalah pengurangan tenaga yang agak besar berbanding tangki terbuka yang mungkin memerlukan 4-6 kW untuk penyelenggaraan.

Menambah penutup menjadikan tangki sistem keadaan mantap-yang lebih baik, tetapi ia tidak mengubah termodinamik memanaskannya daripada sejuk. Saiz berdasarkan kuasa penyelenggaraan sahaja akan menyediakan pemanas yang boleh menahan suhu, tetapi akan mengambil masa yang tidak munasabah (beberapa jam atau hari) untuk mencapai setpoint dari permulaan yang sejuk.

Panduan Saiz Pemanas PTFE Praktikal
Aplikasi penutup terapung tangki bersaiz pemanas PTFE: Tindakan berikut disyorkan:

Sentiasa mengira haba-kuasa terlebih dahulu menggunakan isipadu tangki, masa tanjakan yang diperlukan dan haba khusus cecair. Ini hampir selalu mempengaruhi jumlah watt yang dipasang.

Anggarkan kos operasi dan dengan mengira kuasa penyelenggaraan dengan penutup dihidupkan, pastikan keluaran paling rendah yang boleh dikawal bagi pemanas (jika menggunakan pengawal kuasa) boleh diturunkan ke bawah dengan cukup untuk mengelakkan overshoot suhu.

Jangan kurangkan watt haba disebabkan oleh penutup. Ini bermakna pemanasan perlahan-, pengeluaran lewat bermula dan pelanggan yang tidak berpuas hati.

Gunakan beberapa pemanas kecil dan bukannya satu pemanas besar. Keseragaman suhu yang lebih baik dan redundansi. Ini benar terutamanya dalam tangki dengan penutup, kerana penutup mungkin menghalang arus perolakan semula jadi.

Pemanas PTFE hendaklah berada di bawah penutup terapung, biasanya di bahagian bawah tangki untuk peredaran yang baik. Jangan biarkan penutup menyentuh pemanas.

Pertimbangan Khas : Berbasikal dan Pemilihan Termostat
Kapasiti pemanas yang dipasang ialah 40 kW, dan beban penyelenggaraan boleh serendah 1–2 kW. Oleh itu, termostat hidup-biasa dengan pembezaan yang ketara mungkin menjana ayunan suhu yang terlalu tinggi (terlampau dan melemah). Pengawal PID disyorkan atau pengawal selia kuasa berkadar (SCR). Peranti ini mengurangkan kuasa apabila titik tetapan dicapai, jadi elemen 40 kW yang besar tidak menuangkan haba penuh ke dalam tangki yang memerlukan hanya 2 kW tenaga gantian .

Ringkasan
Penggunaan penutup plastik terapung adalah strategi penjimatan tenaga yang berkesan untuk tangki terbuka kerana ia mengurangkan kehilangan haba penyejatan dan pembentukan asap. Berkenaan saiz pemanas, penutup sangat mengurangkan keperluan kuasa penyelenggaraan, tetapi ia tidak mengurangkan{1}}keperluan kuasa haba. Watt pemanas PTFE yang dipasang masih perlu berdasarkan tenaga yang diperlukan untuk memanaskan keseluruhan isipadu cecair daripada ambien kepada suhu operasi dalam tempoh yang boleh diterima. Faedah utama ialah selepas pemanasan-, apabila pemanas turun kepada sebahagian kecil daripada kapasiti terpasangnya, dengan ketara mengurangkan perbelanjaan operasi. Langkah penjimatan tenaga hendaklah dimasukkan ke dalam proses pensaizan, bukan dengan mengurangkan saiz pemanas yang dipasang tetapi dengan memilih sistem kawalan yang sesuai yang memanfaatkan permintaan keadaan mantap-yang lebih rendah. Tangki bersaiz betul akan panas dengan cepat apabila dipanggil dan beroperasi dengan cekap di bawah penutup, memberikan produktiviti dan penjimatan tenaga.