Wrth sizing gwresogydd ar gyfer tanc newydd, y cwestiwn cyntaf yn aml yw "Faint o wat y galwyn?" Er bod cyfrifiad colli gwres manwl yn ddelfrydol, mae gwerthoedd cyfeirio cyflym yn fan cychwyn defnyddiol-yn enwedig pan fydd y math o hylif yn newid yr ateb yn sylweddol. Mae gwahanol atebion yn galw am ddwysedd pŵer gwahanol fesul cyfaint uned, ac mae defnyddio un rheol ar gyfer pob hylif yn arwain at wresogi swrth neu ddifrod i offer. Mae'r dull wat-fesul-galwyn yn ganllaw maint bras sy'n seiliedig ar golledion gwres tanc diwydiannol nodweddiadol ac amseroedd codi gwres dymunol, ond rhaid ei addasu ar gyfer yr hylif penodol sy'n cael ei gynhesu.
Y Cysyniad o Watiau y Gallon fel Canllaw Maint
Mae watiau y galwyn (W/gal) yn mynegi'r pŵer gwresogydd sydd ei angen fesul uned cyfaint o hylif i gynnal neu godi tymheredd o dan amodau cyfartalog. Mae'r metrig hwn yn cyfrif am golledion gwres trwy waliau tanc, anweddiad arwyneb hylif, a phriodweddau thermol yr hylif. Ar gyfer tanciau wedi'u hinswleiddio'n fawr gyda gofynion gwres araf-i fyny, mae gwerthoedd W/gal is yn ddigon. Ar gyfer tanciau heb eu hinswleiddio neu anghenion gwres cyflym, mae angen gwerthoedd uwch. Mae'r niferoedd a ddarperir isod yn rhagdybio tanc wedi'i inswleiddio'n gymedrol (ee, 25-50 mm o inswleiddiad), tymheredd amgylchynol o 20 ° C, a chynnydd tymheredd dymunol o 40-60 ° C.
Rheol{0}}o-Argymhellion Bawd yn ôl Math o Ateb
Atebion Dwr a dyfrllyd gwanedig
Ar gyfer dŵr, dŵr wedi'i ddadïoneiddio, a'r rhan fwyaf o hydoddiannau dyfrllyd gwanedig (pH 6–8, cynnwys solidau isel), mae ystod cynnal a chadw o 10–15 W/gal fel arfer yn ddigon i ddal tymheredd yn erbyn colledion gwres arferol. Ar gyfer gwres cychwynnol-i fyny o amgylchynol i 60–80°C o fewn 2–4 awr, argymhellir 20–30 W/gal. Mae gan ddŵr gynhwysedd gwres penodol uchel (4.18 kJ/kg·K) a dargludedd thermol cymharol dda, gan ganiatáu dwysedd wat uwch heb orboethi lleol. Mae pen uchaf yr ystod (15 W/gal ar gyfer cynnal a chadw) yn berthnasol i danciau heb eu hinswleiddio neu'r rhai â chynnwrf arwyneb uchel.
Olew a-Hylifau Dargludedd Isel
Mae angen llawer llai o watedd y galwyn ar olewau (olew mwynol, olew thermol, olew hydrolig) a hylifau gludiog eraill oherwydd eu gwres penodol is (1.8–2.4 kJ/kg·K) a dargludedd thermol gwael. Mae ystod cynnal a chadw o 5–8 W/gal yn safonol. Ni ddylai gwerthoedd gwres cychwynnol-i fyny fod yn fwy na 10–15 W/gal oherwydd bod crynodiad pŵer uwch yn achosi berwi ffilm lleoledig a diraddio arwyneb PTFE. Gwelir yn aml bod defnyddio 10 W/gal ar gyfer cynnal a chadw olew yn arwain at ormodedd a methiant PTFE cyflym. Mae dull mwy cywir yn golygu cyfrifo'r watedd gofynnol yn seiliedig ar fàs olew a gwres penodol, yna dosbarthu'r pŵer hwnnw dros hyd gwresogydd hir i gadw dwysedd wat o dan 0.8 W/cm².
Baddonau Asid (Platio, Piclo, Anodizing)
Mae gan hydoddiannau asid-fel asid sylffwrig, asid hydroclorig, asid cromig, a selyddion asetad nicel-ddwysedd uwch a gwres penodol na dŵr mewn llawer o achosion. Er enghraifft, mae gan 20% asid sylffwrig wres penodol o tua 3.5 kJ/kg·K, ond mae ei ddwysedd tua 1.14 kg/L, gan arwain at gynhwysedd gwres cyfeintiol tebyg i ddŵr neu'n uwch na hynny. O ganlyniad, mae baddonau asid yn aml angen 20-30 W/gal ar gyfer cynnal a chadw a 40-60 W/gal ar gyfer gwres cyflym{-i fyny. Mae'r gwerthoedd uwch yn cyfrif am golledion gwres ymosodol trwy waliau tanc (mae llawer o danciau asid wedi'u gwneud o polypropylen neu PVDF, sy'n ynysyddion gwael) a'r angen i gynnal union dymheredd ar gyfer ansawdd platio. Fodd bynnag, mae'n rhaid cadw dwysedd wat y gwresogydd PTFE o hyd ar 1.5 W/cm² neu'n is, a allai fod angen sawl gwresogydd hir yn hytrach nag un uned watedd uchel, fer.
Rôl Terfynau Dwysedd Watiau
Cyfyngiad critigol sy'n diystyru unrhyw wat{0}}y-rheol galwyn yw'r dwysedd wat uchaf a ganiateir ar gyfer gwresogyddion PTFE: 1.5 W/cm². Rhaid dosbarthu cyfanswm y watedd dros ddigon o arwynebedd gwain i aros o dan y terfyn hwn. Ar gyfer gwresogi olew, mae'r dwysedd wat diogel yn llawer is-yn nodweddiadol 0.5–0.8 W/cm²-oherwydd dargludedd thermol gwael a'r risg o golosg. Felly, efallai y bydd angen hyd wedi'i gynhesu ar wresogydd 6 kW ar gyfer tanc olew 2-3 gwaith yn hirach na gwresogydd 6 kW ar gyfer dŵr. Yn ymarferol, wrth gyfrifo wat gwresogydd PTFE y galwyn ar gyfer olew, mae cyfanswm y watedd yn cael ei gadw'n isel yn fwriadol (5–8 W/gal) fel bod hyd yn oed arwynebedd arwyneb gwresogydd cymedrol yn parhau i fod yn is na 0.8 W/cm².
Ar gyfer baddonau asid sydd angen 30 W/gal, gall cyfanswm y watedd fod yn uchel. Os yw cyfaint y tanc yn 100 galwyn, mae hynny'n awgrymu 3000 W (3 kW) ar gyfer cynnal a chadw. Ar 1.5 W / cm², yr arwynebedd gwresogi gofynnol yw 2000 cm². Mae gan wresogydd PTFE nodweddiadol gyda diamedr 25 mm arwynebedd o tua 78.5 cm² fesul 100 mm o hyd. Felly, mae angen hyd wedi'i gynhesu o tua 2550 mm (2.55 metr). Gellir cyflawni hyn gyda dau neu dri gwresogydd fertigol syth neu ddyluniad hir siâp L.
Cafeatau Pwysig
Mae'r gwerthoedd wat-fesul-galwyn yn amcangyfrifon cychwynnol, nid manylebau terfynol. Mae gofynion pŵer gwirioneddol yn dibynnu ar:
Inswleiddio tanciau: Gall tanciau dur neu blastig heb eu hinswleiddio ddyblu colledion gwres.
Tymheredd amgylchynol: Mae lloriau siop oer (5–10°C) yn cynyddu'r gwres-anghenion pŵer.
Amser cyn gwres a ddymunir: Mae haneru'r gwres-amser i fyny yn dyblu'r pŵer sydd ei angen yn fras.
Cynnwrf arwyneb: Mae gwasgariad aer neu symudiad rhannol yn cynyddu colled gwres anweddol.
Deunydd tanc: Mae tanciau metel yn dargludo gwres tuag allan; mae gan danciau plastig ddargludedd thermol is ond gallant fod â waliau teneuach.
Ar gyfer maint manwl gywir, argymhellir cyfrifiad colli gwres gan ddefnyddio arwynebedd y tanc, gwerth R insiwleiddio, a gwahaniaeth tymheredd dymunol. Mae'n well defnyddio'r dull wat-fesul-ar gyfer cyllidebu cychwynnol neu ar gyfer tanciau bach (llai na 50 galwyn) lle mae cyfrifiadau manwl yn llai hanfodol.
Casgliad
Mae rheolau wats fesul-galwyn yn cynnig amcangyfrif cyflym ar gyfer maint gwresogyddion PTFE: 10–15 W/gal ar gyfer dŵr, 5–8 W/gal ar gyfer olewau, a 20–30 W/gal ar gyfer baddonau asid. Mae'r gwerthoedd hyn yn fan cychwyn ymarferol, ond dylai'r maint terfynol ystyried colledion gwres gwirioneddol, amser i fyny'r gwres a ddymunir, a'r terfyn dwysedd wat PTFE critigol o 1.5 W/cm² (wedi'i ostwng i 0.5-0.8 W/cm² ar gyfer olewau). Mae maint priodol yn osgoi tanboethi (cynhyrchu araf, ansawdd proses gwael) a methiant cynamserol gwresogydd (tanio sych, diraddio PTFE). Ar gyfer gweithrediad tymor hir dibynadwy, dylid cyfuno'r canllaw watts-y galwyn gyda gwiriad arwynebedd arwyneb a, lle bo modd, dadansoddiad thermol llawn o'r system danc.
