金属仕上げ工場では、深さ 700 mm の硫酸陽極酸化処理タンク用の交換用 PTFE 浸漬ヒーターが必要でした。タンクは幅 1,000 mm、長さ 1,600 mm で、作動容積は約 1,050 リットルでした。既存のヒーターは標準的なストレートユニットで、ワークピースの経路に突き出ており、13か月後に故障しました。メンテナンス チームは、より深いタンクに適合し、完全な浸漬を維持し、安全なワット密度で必要なワット数を供給できるヒーターを必要としていました。
深さ 700 mm のタンクでは、浅いタンクよりも使用可能なヒーターの長さが長くなりますが、それでもヒーターは利用可能なスペースに適合し、最小液面での安全な浸漬を維持できるサイズにする必要があります。
浸漬深さの制約
深さ 700 mm のタンクでは、使用可能なヒーターの長さは 700 mm にはなりません。液面はワークピースを覆うのに十分な高さである必要があり、ヒーターは最低液面に完全に浸かったままにする必要があります。実際には、深さ 700 mm のタンクで使用可能な加熱長は、乾舷とレベル変動に応じて 450 ～ 550 mm です。
加熱長さ 500 mm のストレート ヒーターは、加熱長さ 500 mm を提供します。 1.0 W/cm2 で 5 kW の負荷の場合、必要な表面積は 5,000 cm2 です。シースの直径が 32 mm の場合、表面積は長さ 100 mm あたり約 100 cm2 です。 500 mm の加熱長では、要件をはるかに下回る 500 cm² しか提供されません。-より大きなシース直径またはマルチパス構成が必要です。-
| タンクの深さ | 使用可能な加熱長さ | 32 mm シースの表面積 | 50 mm シースでの表面積 | 5,000 cm² に必要な加熱長さ |
|---|---|---|---|---|
| 500mm | 300～350mm | 300 ～ 350 平方センチメートル | 471 ～ 550 平方センチメートル | 1,429～1,667mm |
| 600mm | 350～450mm | 350 ～ 450 平方センチメートル | 550 ～ 707 平方センチメートル | 1,111～1,429mm |
| 700mm | 450～550mm | 450 ～ 550 平方センチメートル | 707–864 平方センチメートル | 909～1,111mm |
| 800mm | 550～650mm | 550 ～ 650 平方センチメートル | 864 – 1,021 cm² | 769～909mm |
1.0 W/cm2 で 5 kW デューティの加熱長さと表面積の要件
L{0}} または U{1}} 字型ヒーター ソリューション
L{0}} 字型または U- 字型の PTFE 浸漬ヒーターは、加熱要素を曲げて、深いタンクにより多くの表面積をフィットさせます。垂直断面 500 mm、水平断面 600 mm の一般的な L 型ヒーターは、同じタンク深さの直線状ヒーターの 2 倍以上である 1,100 mm の加熱長さを提供します。-
シースの直径が 50 mm の場合、加熱される長さは 1,100 mm となり、表面積は約 1,728 cm2 になります。これは、1.0 W/cm2 で 5 kW の負荷に必要な 5,000 cm2 にはまだ足りません。マルチパス構成が必要です。-
| ヒーター構成 | 加熱長さ | 表面積32 mm | 表面積50mm | 700 mm タンクに適合 |
|---|---|---|---|---|
| ストレート、500mm | 500mm | 500平方センチメートル | 785平方センチメートル | はい、しかし領域が不十分です |
| L-型、500 + 600 mm | 1,100mm | 1,100平方センチメートル | 1,728平方センチメートル | はい |
| U-形、500 + 400 + 500 mm | 1,400mm | 1,400平方センチメートル | 2,199平方センチメートル | はい |
| マルチパス、4 × 500 mm | 2,000mm | 2,000平方センチメートル | 3,142平方センチメートル | はい |
| マルチパス、7 × 500 mm | 3,500mm | 3,500平方センチメートル | 5,498平方センチメートル | タイトフィット |
深さ700 mmのタンクのヒーター構成
ヒーターをタンクに取り付ける
ヒーターは、ワークや流れを妨げることなく、利用可能なスペースに収まる必要があります。 1,000 × 1,600 mm のタンクでは、ヒーターを 1 つの壁に沿って配置し、中央の容積をワークピース ラックに残すことができます。 500 mm の垂直セクションと 600 mm の水平セクションを備えたマルチパス ヒーターは、1,600 mm の壁に沿って設置できます。
ヒーターは、加熱部分が最低液面に完全に浸かるように配置する必要があります。深さ 700 mm のタンク、液面 600 mm、乾舷 100 mm の場合、使用可能な深さは 500 mm になります。ヒーターの加熱部分はタンクの下方 450 mm に配置し、加熱部分の上部は最低液面より少なくとも 50 mm 低い位置に配置する必要があります。
流量と温度の均一性
深いタンク内のマルチパス ヒーターでは、パスが近すぎると流れの影が生じる可能性があります。{0}}パス間の流体が停滞し、熱伝達が低下し、ホットスポットが発生する可能性があります。パス間に流れができるように、パス間の間隔は少なくとも 30 ～ 40 mm にする必要があります。
タンクに循環ポンプがある場合は、流路間の隙間を流れが通過するようにヒーターを配置する必要があります。タンクが自然対流に依存している場合は、上昇する熱プルームが閉じ込められることなく逃げることができるようにヒーターを配置する必要があります。
| パス間隔 | パス間の流れ | ホットスポットのリスク | 推奨アプリケーション |
|---|---|---|---|
| <20 mm | 貧しい | 高い | 推奨されません |
| 20～30mm | 適度 | 適度 | 低ワット密度のみ |
| 30～40mm | 良い | 低い | ほとんどのアプリケーション |
| >40mm | 素晴らしい | 非常に低い | 高ワット密度または粘性流体 |
パスの間隔と、それが流れとホットスポットのリスクに及ぼす影響
標準ヒーターがタンクに入らない場合
1.0 W/cm² で 5 kW の負荷を持つ深さ 700 mm のタンクには、標準の製品ラインでは提供されていないマルチパス ヒーターが必要です。-マルチパス設計、50 mm のシース直径、30 ～ 40 mm のパス間隔を備えたカスタム PTFE 浸漬ヒーター構成により、スペース制約の根本原因に対処します。仕様プロセスでは、タンクの寸法、液面レベルの範囲、必要なワット数、バスの化学的性質、および流量条件が必要です。深いタンクを備えた施設の場合、この用途固有のアプローチにより、利用可能なスペース内に必要な表面積が確保されます。{11}}
