समान टैंक तापमान वितरण के लिए एकाधिक पीटीएफई हीटर व्यवस्था का अनुकूलन

एक से अधिक पीटीएफई इमर्शन हीटर वाले बड़े प्रोसेस टैंक में अक्सर तापमान प्रवणता होती है जो लंबे समय तक बनी रहती है। एक कोना हमेशा दूसरे की तुलना में 8-12 डिग्री अधिक गर्म होता है, और ऊर्ध्वाधर स्तरीकरण एक अंतर का कारण बनता है जिसे ऊपर से नीचे तक मापा जा सकता है। हीटर अपनी पूरी क्षमता पर काम करते हैं, और कुल शक्ति गर्मी के नुकसान की भविष्यवाणी को पूरा करती है, हालांकि उत्पादों की गुणवत्ता बैच दर बैच में उतार-चढ़ाव होती है। प्लांट इंजीनियरों और टैंक डिजाइनरों को पता है कि जब गर्मी वितरण की बात आती है तो यह अधिक महत्वपूर्ण है कि आपने हीटर कहां रखा है, न कि उसमें कितने वाट हैं। अनुकूलित लेआउट ठंड और गर्म पैच से छुटकारा दिलाते हैं, जिससे पूरे कमरे में तापमान एक समान हो जाता है। इससे प्रतिक्रिया दर, कोटिंग की मोटाई और प्रक्रिया उपज को स्थिर रखने में मदद मिलती है।

जिस तरह से बहु{{0}हीटर टैंकों में गर्मी फैलती है वह सुप्रसिद्ध तरल पदार्थ-गतिशील अवधारणाओं पर आधारित है, जिसके पीछे प्राकृतिक संवहन मुख्य शक्ति है। प्रत्येक हीटर अपने आवरण के साथ गर्म तरल पदार्थ का एक गुबार बनाता है जो ऊपर उठता है। परिसंचरण सेल को समाप्त करने के लिए कूलर द्रव टैंक की दीवारों और हीटरों के बीच बहता है। जब हीटर एक-दूसरे के बहुत करीब होते हैं, एक हीटर की लंबाई से कम दूरी पर होते हैं, तो उनकी थर्मल सीमा परतें ओवरलैप हो जाती हैं। यह तत्वों के बीच प्रबलित गर्म क्षेत्र बनाता है और हीटर के बाहर के हिस्सों को छोड़ देता है जो पर्याप्त रूप से गर्म नहीं होते हैं। दूसरी ओर, बहुत अधिक जगह स्थिर क्षेत्रों को छोड़ देती है जहां प्राकृतिक संवहन गर्मी को अच्छी तरह से स्थानांतरित नहीं कर सकता है। परिणाम दोहराए जाने वाले ग्रेडिएंट्स जैसा दिखता है जो थर्मल मैपिंग हमेशा तब पाता है जब सिस्टम पहली बार सेट होता है।

जिस तरह से हीटर स्थापित किया जाता है वह मिश्रण कैसे होता है उस पर भी प्रभाव डालता है। इसे लंबवत रूप से स्थापित करने से मजबूत उर्ध्व प्रवाह और वापसी धाराओं में मदद मिलती है जो स्तरीकरण को तोड़ती है और पूरी गहराई में तापमान को संतुलित करती है। कभी-कभी, टैंक वास्तुकला के लिए क्षैतिज हीटर की आवश्यकता होती है। ये हीटर तरल पदार्थ को ऊर्ध्वाधर दिशा में भी नहीं मिलाते हैं, जिससे सतह पर गर्म तरल पदार्थ जमा हो जाता है और स्थिर स्तरीकृत क्षेत्र बन जाते हैं। 1.5 मीटर से अधिक गहरे टैंकों के लिए, तापमान को समान बनाए रखने के लिए टैंकों के बीच पर्याप्त जगह के साथ ऊर्ध्वाधर व्यवस्था हमेशा क्षैतिज सरणियों की तुलना में बेहतर काम करती है।

व्यावहारिक रिक्ति नियम वास्तविक विश्व प्रवाह अध्ययन और क्षेत्र के प्रदर्शन डेटा से आते हैं। हीटरों के केंद्रों के बीच की दूरी प्रभावी टैंक की गहराई से दो से तीन गुना होनी चाहिए। इससे संवहन कोशिकाएं बिना किसी समस्या के विकसित होंगी। सीमा परत को फंसने से बचाने और वापसी प्रवाह को अवरुद्ध होने से बचाने के लिए, हीटर शीथ से टैंक की दीवारों या संरचनात्मक भागों तक की दूरी हीटर के व्यास से एक से दो गुना होनी चाहिए। ये आकार सुनिश्चित करते हैं कि प्रत्येक हीटर एक अलग लेकिन अतिव्यापी परिसंचरण मात्रा को प्रभावित करता है जो पूर्ण टैंक पदचिह्न को कवर करता है। अंगूठे का एक अच्छा नियम यह है कि कुल गर्म लंबाई को एक स्थान पर केंद्रित करने के बजाय टैंक के पदचिह्न के चारों ओर फैलाया जाना चाहिए।

लेआउट कॉन्फ़िगरेशन प्रभावित करता है कि विभिन्न परिसंचरण कोशिकाएं एक साथ कितनी अच्छी तरह काम करती हैं। जब आप एक दीवार के साथ संरेखित पंक्तियाँ लगाते हैं, तो आपको एक मजबूत "गर्म दीवार" प्रभाव मिलता है: एक तरफ बहुत अधिक प्रवाह होता है, जबकि दूसरी तरफ पर्याप्त गर्म तरल पदार्थ नहीं मिलता है। क्रॉस -टैंक धाराएं जो गर्मी को बग़ल में ले जाती हैं और मृत क्षेत्रों से छुटकारा दिलाती हैं, क्रमबद्ध डिज़ाइन द्वारा बनाई जाती हैं जो पड़ोसी पंक्तियों में आधे अंतर से ऑफसेट होती हैं। एक आम गलती यह है कि हीटरों को एक दीवार के साथ खड़ा कर दिया जाता है, जिससे एक तरफ गर्म और दूसरी तरफ ठंडा हो जाता है। दूसरी ओर, उन्हें डगमगाने से क्रॉस{{5}टैंक मिश्रण बहुत बेहतर हो जाता है। सममित कंपित ग्रिड आयताकार या गोलाकार पदचिह्न वाले टैंकों के लिए अच्छी तरह से काम करते हैं। हालाँकि, अनियमित आकार वाले टैंकों के लिए, असममित प्लेसमेंट की आवश्यकता हो सकती है, जिसकी पुष्टि स्केल किए गए भौतिक मॉडल द्वारा की जा सकती है।

परिसंचरण में सुधार प्राकृतिक संवहन को मजबूत बनाता है और रिक्ति नियमों को कम कठोर बनाता है। कम {{1}कतरनी प्ररित करनेवाला, साइड में लगे रीसर्क्युलेशन पंप, या सही स्थानों पर स्थापित बाफ़ल पानी को हीटर की सतहों और हीटरों के बीच के स्थानों में ले जाते हैं। ये परिवर्तन अधिक शक्ति जोड़े बिना ग्रेडिएंट को कम तीव्र बनाते हैं। उदाहरण के लिए, एक मामूली रीसर्क्युलेशन लूप जो टैंक के नीचे से निकलता है और सतह के पास डिस्चार्ज होता है, कुछ ही मिनटों में ऊर्ध्वाधर स्तरीकरण को 70% तक कम कर सकता है। यदि प्रक्रिया कारणों से पहले से ही हलचल है, तो हीटर को ऐसे तरीके से रखा जाना चाहिए जो पहले से मौजूद प्रवाह चैनलों का अनुसरण करता हो, उनके विपरीत नहीं।

स्थापना का सत्यापन डिज़ाइन उद्देश्य की पुष्टि करता है। भार पूर्ण और स्थिर होने पर अलग-अलग गहराई और रेडियल बिंदुओं पर तापमान मानचित्रण किया जाता है। अधिकांश रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए, कार्यशील मात्रा में लक्ष्य उतार-चढ़ाव ±2 डिग्री के भीतर रहता है। इन्फ्रारेड इमेजिंग या मल्टी -प्वाइंट थर्मोकपल ऐरे आपको कोई भी गर्म पैच या ठंडे पॉकेट दिखा सकते हैं जिन्हें स्थानांतरित करने या अधिक परिसंचरण की आवश्यकता होती है। अंतिम हीटर निर्देशांक, अभिविन्यास और मापे गए ग्रेडिएंट्स पर नज़र रखने से आपको भविष्य के रखरखाव या प्रक्रिया समायोजन के लिए एक प्रारंभिक बिंदु मिलता है।

हीटर के लिए सही स्थान चुनना उतना ही महत्वपूर्ण है जितना कि समान तापमान पाने के लिए बिजली की सही मात्रा चुनना। गर्मी वितरण, हीटर रिक्ति, प्राकृतिक संवहन, कंपित लेआउट, और तापमान एकरूपता सभी डिजाइन पहलू हैं जो यह तय करने के लिए एक साथ काम करते हैं कि क्या मल्टी -हीटर सिस्टम विनिर्देशों को पूरा करता है या इसमें क्रोनिक ग्रेडिएंट हैं। कम्प्यूटेशनल तरल गतिकी मॉडलिंग जटिल आकार, मोटे तरल पदार्थ, या सख्त एकरूपता आवश्यकताओं (±1 डिग्री या सख्त) वाले टैंकों के निर्माण से पहले हीटर आर्किटेक्चर को अनुकूलित करती है। सिमुलेशन वास्तविक दुनिया की परिस्थितियों में वेग क्षेत्रों और तापमान की रूपरेखा का पूर्वानुमान लगाता है। इससे विभिन्न सेटअपों का परीक्षण करना और फ़ील्ड परिवर्तनों की आवश्यकता से छुटकारा पाना आसान हो जाता है। जब सही तरीके से उपयोग किया जाता है, तो ये सिद्धांत सभी प्रकार के औद्योगिक टैंकों के लिए पीटीएफई इमर्शन हीटर सिस्टम में प्लेसमेंट को संभावित समस्या से सुसंगत, दोहराए जाने योग्य थर्मल प्रदर्शन के आधार में बदल देते हैं।