Y Cwestiwn Dewis Pwysau
Mae tanc piclo dur di-staen 10,000-litr yn cynnwys 15% o asid sylffwrig ar 60 gradd. Mae'r boeler sydd ar gael yn danfon stêm ar bwysau o 2 i 8 barg. Mae dewis pa bwysau i redeg trwy'r cyfnewidydd gwres PTFE yn golygu cydbwyso ffactorau cystadleuol.
Mae pwysedd uwch yn golygu tymheredd stêm uwch, sy'n cynyddu grym gyrru thermol ac yn lleihau'r arwynebedd arwyneb gofynnol. Ond mae tymheredd uwch hefyd yn codi tymheredd wal tiwb PTFE, gan gyflymu unrhyw ryngweithio cemegol â'r asid piclo o bosibl. Mae pwysau is yn osgoi'r pryderon hyn ond mae angen mwy o arwynebedd, defnyddio cyfaint y tanc a chost cyfalaf cynyddol.
Nid y dewis gorau posibl yw'r pwysau uchaf sydd ar gael na'r lleiaf posibl. Y pwysau sy'n darparu'r perfformiad gwresogi gofynnol wrth gynnal tymheredd wal y tiwb o fewn terfynau diogel ar gyfer y deunydd PTFE a chemeg y broses.
Ffiseg Trosglwyddo Gwres o Bwysedd Steam
Mae tymheredd stêm dirlawn yn swyddogaeth uniongyrchol o bwysau. Ar 2 farg, mae stêm yn cyddwyso ar 133 gradd. Ar 4 barg, 152 gradd. Ar 6 barg, 165 gradd. Y tymheredd hwn yw'r grym gyrru sy'n gwthio gwres trwy wal y tiwb PTFE i'r asid piclo.
Mae'r gwahaniaeth tymheredd cymedrig logarithmig rhwng stêm ac asid yn pennu'r arwynebedd arwyneb gofynnol ar gyfer dyletswydd wres benodol. Mae angen tua 10.1 metr sgwâr o arwynebedd PTFE ar danc piclo 10,000-litr gyda gofyniad gwresogi 45 kW a stêm ar 3 barg. Dim ond 7.9 metr sgwâr sydd ei angen ar yr un tanc â stêm ar 6 barg.
Mae'r gostyngiad ardal yn ddeniadol. Mae coiliau llai yn costio llai ac yn disodli llai o gyfaint tanc. Ond mae'r tymheredd stêm uwch yn creu tymheredd wal tiwb uwch ar yr ochr asid, sy'n haeddu craffu.
Tabl 1: Perfformiad Cyfnewidydd Gwres PTFE vs Pwysedd Steam ar gyfer Tanc Pickling 10,000-Litr
| Pwysedd Stêm (barg) | Tymheredd Stêm ( gradd ) | Ardal PTFE Angenrheidiol (m²) | Tymheredd Wal Tiwb ( gradd ) | Cynhesu{0}}Amser i Fyny (munud) | Graddfa Addasrwydd |
|---|---|---|---|---|---|
| 1.0 | 120 | 15.3 | 70-75 | 85 | Ceidwadol, coil mawr |
| 2.0 | 133 | 12.1 | 78-85 | 68 | Cydbwysedd da |
| 3.0 | 143 | 10.1 | 85-92 | 55 | Gorau oll ar gyfer y rhan fwyaf o biclo |
| 4.0 | 152 | 9.1 | 90-98 | 48 | Derbyniol gyda chynnwrf da |
| 6.0 | 165 | 7.9 | 100-110 | 38 | Terfyn uchaf ar gyfer asid sylffwrig |
Cyfrifiadau yn seiliedig ar danc 10,000-litr, 15% H₂SO₄, targed 60 gradd , gwerth U 280 W/m²·K, cynnwrf cymedrol.
Cyfyngiad Tymheredd y Wal
Mae PTFE ei hun yn goddef gwasanaeth parhaus ar 260 gradd. Ni all yr asid piclo ar dymheredd swmp 60 gradd ddiraddio PTFE. Nid dinistr materol yw'r cyfyngiad ond rhyngweithiad cemeg proses wrth wal y tiwb.
Mae baddonau piclo asid yn cynnwys metelau toddedig sy'n gwaddodi wrth i'r asid oeri ger waliau'r tanc. Ar wal tiwb PTFE ar 110 gradd, mae berwi lleol yn amhosibl, ond gall y graddiant tymheredd yrru graddiannau crynodiad. Gall asid sylffwrig ar wyneb y wal boeth grynhoi ychydig wrth i ddŵr anweddu i'r haen derfyn. Mae'r effaith crynodiad hwn yn fach o dan dymheredd wal 100 gradd ond mae'n dod yn fesuradwy uwchlaw 110 gradd.
Ar gyfer piclo asid sylffwrig 15%, mae tymheredd wal tiwb o dan 100 gradd yn cadw effeithiau crynodiad yn ddibwys. Mae hyn yn cyfateb i bwysau stêm o 3-4 barg ar gyfer yr amodau yn y tabl. Gall crynodiadau uwch neu asidau cymysg warantu pwysedd stêm is.
Canllawiau Dethol Ymarferol
Ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau piclo dur di-staen gan ddefnyddio asid sylffwrig neu hydroclorig mewn crynodiadau cymedrol, stêm ar 3 barg sy'n darparu'r cydbwysedd gorau. Mae wal y tiwb yn aros o dan 95 gradd. Gellir rheoli'r arwynebedd arwyneb gofynnol o fewn dimensiynau'r tanc. Mae amser cynhesu-yn dderbyniol yn fasnachol.
Gall tanciau piclo â cholledion gwres uchel-heb ei insiwleiddio, arwynebedd mawr agored, awyru gwacáu uchel- elwa o 4 barg steam i oresgyn colledion heb gynyddu maint y coil. Dylai tanciau gyda chymysgeddau asid ymosodol gan gynnwys HF rhagosod i ostwng pwysedd stêm o 2 farg i leihau unrhyw effeithiau wal.
Dylid dogfennu'r penderfyniad pwysedd stêm yn y gweithdrefnau gweithredu. Mae pwysau cynyddol uwchlaw gwerthoedd dylunio i wneud iawn am goil wedi'i faeddu mewn perygl o fynd y tu hwnt i derfynau tymheredd wal diogel. Mae coil PTFE sydd angen pwysau stêm uwch i gynnal tymheredd yn arwydd bod baw arwyneb angen sylw neu fod colled gwres wedi cynyddu o achosion eraill.
Crynodeb
Mae pwysau stêm gorau posibl ar gyfer cyfnewidydd gwres PTFE mewn gwasanaeth tanc piclo yn cydbwyso'r arwynebedd arwyneb gofynnol yn erbyn tymheredd wal y tiwb. Ar gyfer gosodiadau 10,000-litr nodweddiadol gyda chrynodiadau asid cymedrol, mae 3 barg yn darparu'r cyfuniad gorau o faint coil hylaw, amser gwresogi derbyniol, a thymheredd wal diogel o dan 100 gradd .
Mae pwysau is yn cynyddu maint coil a chost cyfalaf. Mae pwysau uwch yn lleihau maint coil ond yn gwthio tymheredd wal tuag at derfynau lle gall effeithiau crynodiad asid ddatblygu. Dylai'r dewis fod yn benodol i'r math o asid, crynodiad, insiwleiddio tanciau, a'r amser cyn gwres gofynnol.
Mae dadansoddiad peirianyddol ar gyfer maint cyfnewidydd gwres PTFE ac optimeiddio pwysedd stêm ar gael ar ôl cyflwyno cyfaint y tanc, math a chrynodiad asid, tymheredd gweithredu targed, amodau amgylchynol, ystod pwysedd stêm sydd ar gael, a manylion inswleiddio tanciau.
