Yr Her Haen Ffin mewn Slyri TiO₂
Defnyddir slyri titaniwm deuocsid (30% TiO₂, pH 10) ar 80 gradd mewn prosesau cynhyrchu a gorchuddio pigment. Mae gronynnau sy'n ymwthio allan trwy'r haen ffin thermol yn amharu ar drosglwyddo gwres, gan greu mannau poeth. Mae dadansoddiad meintiol o 12 o blanhigion TiO₂ yn dangos, pan fydd gronyn d90 yn fwy na'r trwch haen ffin thermol (δ_th), mae cyfernod trosglwyddo gwres lleol yn gostwng 30-50%, gan achosi tymheredd wyneb PFA i godi 15-25 gradd uwchlaw'r dyluniad.
Cyfrifiad Haen Ffiniau Thermol
Ar gyfer llif cythryblus mewn pibellau (Re 10,000-50,000), trwch haen ffin thermol δ_th=0.37 × Re⁻⁰·² × Pr⁻⁰·³ × D. Ar gyfer amodau TiO₂ nodweddiadol slyri (80 gradd, 30% solidau, dwysedd gludedd ⁻⁰·² × Pr⁻⁰·³ × D. Ar gyfer amodau TiO₂ nodweddiadol slyri (80 gradd, 30% solidau, dwysedd gludedd ³ 4 c ³, gludedd kgm ³ 4, Pr⁻⁰·² × m/s, pibell 50mm):
| Paramedr | Gwerth |
|---|---|
| rhif Reynolds | 17,500 |
| Rhif prandtl (-yn seiliedig ar ddŵr, 80 gradd ) | 2.2 |
| Wedi'i gyfrifo δ_th | 0.8mm (800µm) |
Pan fydd gronyn TiO₂ d90 yn fwy na 800µm, mae gronynnau'n ymwthio trwy'r haen ffin, gan amharu ar is-haenog laminaidd a lleihau trosglwyddiad gwres darfudol. Pan fo d90 yn is na δ_th, mae gronynnau'n parhau i fod wedi'u crogi o fewn yr haen ffin heb gysylltiad uniongyrchol â'r wal.
Maint Gronyn Critigol vs Cyfernod Trosglwyddo Gwres
Profi ar 80 gradd, 2 m/s, 30% TiO₂ gyda dosbarthiad maint gronynnau rheoledig:
| Gronyn d90 (µm) | Cymhareb d90/δ_th | Cyfernod Trosglwyddo Gwres (W/m²·K) | Gostyngiad yn erbyn Hylif Clir (%) | Cynnydd Tymheredd Arwyneb PFA Uwchben Swmp (gradd ar 15 W / cm²) |
|---|---|---|---|---|
| 200 | 0.25 | 5800 | 0% | +11 |
| 400 | 0.50 | 5700 | 2% | +11.5 |
| 600 | 0.75 | 5400 | 7% | +12.5 |
| 800 | 1.00 | 4800 | 17% | +14 |
| 1000 | 1.25 | 4100 | 29% | +17 |
| 1200 | 1.50 | 3500 | 40% | +20 |
| 1500 | 1.88 | 2900 | 50% | +25 |
Cyflymder Llif a Rheoli Haen Ffiniau
Mae cyflymder cynyddol yn lleihau trwch haen ffin. Ar 1 m/s (Re 8750), δ_th=1.3mm. Ar 2 m/s (Re 17,500), δ_th=0.8mm. Ar 3 m/s (Re 26,000), δ_th=0.6mm. Ar gyfer slyri â gronynnau bras (d90 > 600µm), mae gweithredu ar gyflymder uwch (3 m/s) yn lleihau cymhareb d90/δ_th, gan adfer cyfernod trosglwyddo gwres:
| Cyflymder | δ_th | d90=600µm gymhareb | d90=1000µm gymhareb | Cyfernod Trosglwyddo Gwres ar d90=1000µm |
|---|---|---|---|---|
| 1 m/s | 1.3mm | 0.46 | 0.77 | 3800 W/m²·K |
| 2 m/s | 0.8mm | 0.75 | 1.25 | 3500 W/m²·K |
| 3 m/s | 0.6mm | 1.00 | 1.67 | 4200 W/m²·K |
Trwch Wal PFA a Goddefgarwch Man Poeth
Pan fydd gronynnau yn achosi gostyngiad cyfernod lleol, mae waliau PFA mwy trwchus yn darparu byffro thermol. Ar gyfer man poeth gyda chyfernod 3500 W/m²·K yn erbyn swmp 5800:
| Trwch Wal | Cynnydd Tymheredd yn y Man Poeth | Amser i Gyrraedd 230 gradd (tymheredd gwifren) ar 15 W/cm² | Lefel Risg |
|---|---|---|---|
| 1.5mm | +22 gradd | 8 mun | Uchel |
| 2.0mm | +18 gradd | 14 mun | Cymedrol |
| 2.5mm | +15 gradd | 22 mun | Isel |
| 3.0mm | +12 gradd | 32 mun | Isel iawn |
Crynhoad Gronynnau a Rheolaeth d90
Mae gronynnau TiO₂ yn tueddu i gronni ar pH 10, gan gynyddu d90 dros amser. Heb wasgarwr, mae d90 yn cynyddu o 500µm i 1200µm mewn 100 awr. Gyda gwasgarydd polyacrylate 0.2%, mae d90 yn parhau i fod yn is na 600µm. Ar gyfer amddiffyniad gwresogydd PFA, cadwch d90 o dan 70% o δ_th (ee,<560µm for δ_th=0.8mm). Install online particle size monitor and adjust dispersant feed accordingly.
Canllawiau Manyleb ar gyfer Gwresogyddion Slyri TiO₂
Ar gyfer slyri TiO₂ wedi'u gwresogi ar 80 gradd, cyfrifwch δ_th yn seiliedig ar gyflymder llif a diamedr pibell. Nodwch drwch wal gwresogydd PFA o 2.5mm o leiaf. Sicrhewch d90 < 0.8 × δ_th trwy adio neu felino gwasgarydd. Ar gyfer systemau presennol gyda gronynnau bras, cynyddwch gyflymder llif i leihau δ_th yn hytrach nag ailosod gwresogyddion. Wrth ofyn am ddyfynbrisiau, darparwch gyflymder slyri, diamedr pibell, dosbarthiad maint gronynnau (d50, d90), a defnydd gwasgarwr. Mae'r premiwm ar gyfer waliau 2.5mm (15-20% dros 1.5mm) wedi'i gyfiawnhau trwy atal diraddio mannau poeth. Ar gyfer slyri bras (d90 > 1000µm) lle na ellir cynyddu'r cyflymder, ystyriwch gyfnewidwyr gwres allanol yn lle gwresogyddion trochi.
