PTFE-lämmittimen valitseminen korkean{0}}viskositeettisille nesteille, kuten öljyille ja polymeereille

Viskoosisten nesteiden lämmitysprosessi on hyvin erilainen kuin veden lämmitysprosessi. Neste vastustaa virtausta, vapauttaa lämpöä hitaasti ja paikallinen ylikuumeneminen voi johtaa kemialliseen hajoamiseen tai koksaan lämmittimen pinnalla. Tällainen PTFE-lämmitin tätä toimintoa varten on määritettävä erityisen huolellisesti näiden ongelmien välttämiseksi ja parhaan suorituskyvyn saavuttamiseksi.

Viskoosisten nesteiden kuumentamisen fysiikka
Öljyt ja polymeerit ovat viskooseja nesteitä, joilla on rajalliset luonnolliset konvektio-ominaisuudet. Vesi puolestaan ​​kiertää nopeasti lämmön siirtämiseksi. Joten lämmittimen pinnan vieressä oleva nestekerros pysyy kuumana ja pysähtyneenä. Siksi lämmönpoisto nesteestä on enemmän riippuvainen johtumisesta kuin konvektiosta. Käytännössä tämä tarkoittaa, että lämpö ei jakautunut hyvin nesteessä ja lämmittimen pinnan lämpötila voi nousta nopeasti.

Kuumennettaessa korkean viskositeetin nesteitä PTFE-lämmittimellä, wattitiheyden on oltava hyvin alhainen, yleensä 0,3 - 0,5 wattia neliösenttimetriä kohti, jotta vältytään ylikuumenemiselta. Wattitiheyttä voidaan pienentää lämmittimen vaipan lämpötilan pitämiseksi turvallisessa rajassa, jotta vältetään ylikuumeneminen ja sitä seuraava nesteen hajoaminen.

PTFE-lämmittimet - Tärkeitä valintaperusteita
Kun valitset PTFE-lämmittimen korkeaviskosisille nesteille, on otettava huomioon useita merkittäviä muuttujia:

Matala wattitiheys: Öljyissä sallitaan tavallisesti jopa 0,5 W/cm2 wattitiheys. Wattitiheys tulisi laskea arvoon 0,3–0,5 W/cm 2 viskoosisempien polymeerien saamiseksi hellävaraisen ja tasaisen lämmön levittämisen varmistamiseksi. Matala wattitiheys auttaa estämään ylikuumenemisen, joka voi aiheuttaa ylikuumenemista ja nesteen huononemista tai koksausta lämmittimen pinnalla.

valtava pinta-ala: Lämmitin tarjoaa paremman lämmön jakautumisen nesteeseen sen valtavan pinta-alan ansiosta, mikä voidaan saavuttaa spiraalimaisella suunnittelulla tai monilla pitkillä lämmityselementeillä. Tämä vähentää paikallisen ylikuumenemisen mahdollisuutta ja mahdollistaa tehokkaamman lämmönsiirron nesteeseen. Suurempi pinta-ala voi myös auttaa ylläpitämään tasaista lämpötilaa ilman liiallisia kuumia läiskiä.

Hellävarainen nousu-ohjaus Viskoosit nesteet lämpenevät hitaasti, joten hellävarainen nousu{1}}hallintaa tarvitaan lämpöshokin minimoimiseksi. Nopeat lämpötilan vaihtelut voivat vahingoittaa nestettä ja lämmitintä. Hallittu ja asteittainen lämpötilan nousu takaa sen, että neste lämpenee tasaisesti eikä lämmitintä rasita tarpeettomasti.

Mekaaninen sekoitus tai kierrätys: Aina kun mahdollista, lämmönsiirtoa tulee tehostaa mekaanisella sekoituksella tai nesteen kierrätyksellä. Sekoitus siirtää nestettä ympäriinsä, mikä auttaa jakamaan lämpöä tasaisemmin ja lisäämään yleistä tehokkuutta. Kiukaan vieressä oleva lämmitetty kerros ei välttämättä pysty poistamaan lämpöä ilman kiertoa, joka pysähtyisi.

PTFE ja koksautumisvaara
PTFE on tarttumaton, mikä auttaa vähentämään koksin muodostumista (hiilen tai muiden sivutuotteiden muodostumista lämmittimen pinnalle). Mutta tätä riskiä ei poisteta kokonaan. Jopa PTFE-lämmittimellä voi lämmittimen pinnalle muodostua hiilikerros, jos nesteen lämpötila on liian korkea. Kun tämä kerros muodostuu, siitä tulee eriste. Tämä saa lämmittimen kuumenemaan ja voi johtaa edelleen huonontumiseen tai ylikuumenemiseen.

Siksi on tärkeää pitää matala wattitiheys ja olla tarkkana lämpötilan säätelyssä. Peruskriteerinä on pitää nesteen ja lämmittimen lämpötila PTFE:n enimmäisrajan alapuolella, joka on yleensä 110 astetta. Jos tämä lämpötila ylittyy, neste ja lämmitin hajoavat nopeasti.

Nestetyyppiä ja wattitiheyttä koskevat ohjeet
Seuraavassa taulukossa on tyypillisiä wattitiheyssuosituksia eri nesteisiin, jotka auttavat valitsemaan PTFE-lämmittimen korkean viskositeetin nesteitä varten:

Nesteen tyyppi Suurin sallittu wattitiheys
Öljyt 0,5–0,8 W/cm 2Matalan viskositeetin öljyt kestävät hieman korkeampaa wattitiheyttä . Seuraa lämpötilaa.
Raskaat polymeerit 0,3–0,5 W/cm2Erittäin pieni wattitiheys koksauksen ja ylikuumenemisen estämiseksi.
Viskoosit seokset 0,3-0,5 W / cm ^ 2Pidä lämpötila tasaisena lämpövaurioiden välttämiseksi.
Yhteenveto
Viskoosien nesteiden, kuten öljyjen ja polymeerien, lämmittämisessä on erityisongelmia. Konservatiivinen wattitiheys, suuri pinta-ala ja asteittainen nosto{1}} ovat välttämättömiä ylikuumenemisen, nesteen pilaantumisen ja koksauksen estämiseksi. Nestetyyppiin ja käyttötarkoitukseen sopivan lämmittimen valitseminen voi pidentää sekä lämmittimen että nesteen käyttöikää. Korkean viskositeetin -nesteille on tärkeää suunnitella lämmitin sellaiseen käyttötarkoitukseen, että se tarjoaa parhaan lämpösuorituskyvyn ja käyttötehokkuuden veden ja kevyiden kemikaalien lisäksi.