Дефекты медленного термического выравнивания, вызванные сопротивлением потоку вязкой жидкости
Вязкие гальванические суспензии, концентрированные пассивационные гели и жидкости для предварительной обработки толстых покрытий характеризуются гораздо более высоким внутренним трением, чем обычные разбавленные водные растворы. Данные многолетних-лабораторных испытаний термопереноса фиксируют постоянные длительные циклы стабилизации температуры и неравномерность температурных зон, когда стандартные нагревательные пластины работают в резервуарах со средой высокой-среды. Большинство технических специалистов-технологов повышают мощность циркуляционного насоса только для увеличения скорости потока жидкости, не оптимизируя структурную компоновку поверхности нагревательных пластин для уменьшения сопротивления потоку вязкой жидкости. Густые жидкости с высокой-вязкостью движутся медленно при нормальном давлении циркуляционного насоса. Статические пограничные слои легко формируются и плотно прилегают к внешним поверхностям нагревательных пластин, образуя тепло-изоляционные барьеры, которые блокируют передачу тепла от внутренних нагревательных проводов к объемному раствору. Термические мертвые зоны сохраняются в углах резервуара и на участках, прилегающих к нагревательным пластинам, что продлевает время ожидания партии и приводит к неравномерной толщине покрытия на заготовках. Осадки, взвешенные внутри вязких жидкостей, также быстрее накапливаются на плоских нагревательных пластинах, что еще больше ослабляет долгосрочную-емкость теплообмена.
Два основных структурных показателя, улучшающих теплообмен с вязкой средой
Направляющая поверхностного потока структура и гладкая антипригарная поверхность совместно определяют эффективность теплопередачи нагревательных пластин для густых химических растворов. Обычное плоское нагревательное оборудование не может устранить статические вязкие пограничные слои, в то время как формованные нагревательные пластины из ПТФЭ имеют поверхности с индивидуальным профилем потока-, чтобы улучшить очистку жидкости и эффективность теплообмена. Совершенно плоские поверхности пластин создают толстые неподвижные пленки жидкости, которые резко замедляют теплопроводность. Грубые кристаллические металлические подложки улавливают взвешенные твердые частицы из вязких суспензий, ускоряя наращивание теплоизоляционного слоя. Формованный ПТФЭ компании Virgin имеет сверх-гладкие поверхности с низким- коэффициентом трения, что минимизирует толщину пограничного слоя, а дополнительные расположенные в шахматном порядке ребра потока разрушают статические пленки жидкости, ускоряя теплообмен с химикатами с высокой-вязкостью.
Таблица структурных соотношений нагревательных пластин с градацией вязкости
Данные непрерывных испытаний на циркуляцию жидкости-высокой вязкости определяют стандартизированные профили поверхности и значения толщины оболочки для различных классов вязкости.
Таблица 1. Стандарт оптимизации теплопередачи для нагревательных пластин в резервуарах с вязкими химикатами
| Средний класс динамической вязкости | Рекомендуемый профиль поверхностного потока | Минимальная толщина армированной оболочки | Средняя толщина пограничного слоя | Продолжительность стабилизации температуры полного бака |
|---|---|---|---|---|
| Сверх-высокая вязкость Не менее 1200 мПа·с. | Ступенчатые вертикальные ребра потока | 1,9 мм | Меньше или равно 0,4 мм | 12–18 минут |
| Средне-высокая вязкость 400–1200 мПа·с. | Неглубокие горизонтальные канавки для потока | 1,6 мм | Меньше или равно 0,8 мм | 8–12 минут |
| Мягкая густая жидкость 100–400 мПа·с. | Тонкая матовая гладкая поверхность | 1,3 мм | Меньше или равно 1,3 мм | 5–8 минут |
| Слегка вязкая жидкость<100 mPa·s | Полированные бесшовные плоские панели | 1,1 мм | Меньше или равно 1,9 мм | 2–4 минуты |
Руководство по оптимизации термического оборудования резервуаров-резервуаров высокой вязкости
В резервуарах, содержащих суспензии гальванопокрытия со сверх-высокой-вязкостью, должны быть установлены нагревательные пластины с ребристой-структурой, чтобы разрушить статические пограничные слои жидкости и сократить время стабилизации температуры. Несколько небольших распределенных нагревательных пластин обеспечивают лучшую общую термическую однородность, чем одна интегрированная панель увеличенного размера внутри узких-технологических резервуаров с высокой вязкостью. Производственным линиям без циркуляционных насосов высокой-мощности необходимы утолщенные противоотсадочные нагревательные пластины из ПТФЭ, чтобы замедлить накопление изолирующего осадка на поверхностях. Контролируемые лабораторные сравнительные испытания показывают, что стандартные плоские нагревательные пластины увеличивают время стабилизации температуры в сверх-вязких жидкостях в 2,7–4,1 раза, в то время как нагревательные пластины из ПТФЭ с профилированным-профилем потока обеспечивают эффективный теплообмен в идентичных условиях циркуляции с низким-потоком.
Краткое описание и вязкая среда с нестандартным расходом-Поддержка профилированных нагревательных пластин
Статические тепло-изолирующие пограничные слои, образованные медленно-движущимися густыми жидкостями, резко снижают эффективность теплообмена стандартных плоских нагревательных пластин в резервуарах для химической обработки-высокой вязкости. Группы инженеров по тепловому оборудованию и технологическим процессам могут воспользоваться эталонной таблицей вязкости для модернизации существующего термического оборудования или корректировки конструкции поверхности нагревательных пластин. Ребристые нагревательные пластины из ПТФЭ с низким- сопротивлением могут быть изготовлены исключительно для резервуаров с гелем высокой-высокой вязкости и суспензий. Специалисты по теплопередаче вязких жидкостей могут предоставить полные отчеты о моделировании эффективности теплообмена и предложения по оптимизации профиля поверхности после предоставления значения вязкости среды, расхода циркуляционного насоса и требований к продолжительности стабилизации целевой температуры.
