ছোট রাসায়নিক ট্যাঙ্কগুলি প্রায়শই তাপ করা সহজ বলে মনে হয় কারণ তরলের পরিমাণ সীমিত। অনুশীলনে, কমপ্যাক্ট ট্যাঙ্কগুলি একটি কঠিন তাপীয় অবস্থা তৈরি করতে পারে: হিটারটি শারীরিকভাবে ট্যাঙ্কের প্রাচীরের কাছাকাছি থাকে, তরল সঞ্চালন সীমাবদ্ধ থাকে এবং পুরো স্নানের সক্রিয় হিটিং জোনের চারপাশে শুধুমাত্র একটি ছোট আয়তন থাকতে পারে।
A PTFE নিমজ্জন হিটারতাই ট্যাঙ্কের আয়তনের পরিবর্তে তাপ বিতরণ অনুযায়ী নির্বাচন করা দরকার। অতিরিক্ত স্থানীয় তাপ ইনপুট তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট তৈরি করতে পারে এমনকি যখন স্নানের গড় তাপমাত্রা গ্রহণযোগ্য দেখায়।
কেন ছোট ট্যাঙ্কগুলি আরও সংবেদনশীল
একটি বড় ট্যাঙ্কে, একটি নিমজ্জন হিটার দ্বারা উত্পন্ন তাপ বিতরণের জন্য আরও বেশি তরল ভলিউম থাকে। একটি ছোট ট্যাঙ্ক হিটার, ট্যাঙ্কের প্রাচীর, নীচে এবং তাপমাত্রা সেন্সরের মধ্যে কম দূরত্ব প্রদান করে।
যদি হিটারটি একটি সীমাবদ্ধ এলাকায় উচ্চ শক্তিতে কাজ করে, তবে সংবহন পুরো ট্যাঙ্ক জুড়ে শক্তি বিতরণ করার আগে পার্শ্ববর্তী তরল দ্রুত উত্তপ্ত হতে পারে।
মৌলিক সম্পর্ক রয়ে গেছে:
প্রশ্ন=hAΔT
যখন তরল চলাচল সীমিত হয়, কার্যকর তাপ-স্থানান্তর গুণাঙ্কhকমতে পারে। একই শক্তি বজায় রাখার জন্য হিটার পৃষ্ঠ এবং বাল্ক দ্রবণের মধ্যে একটি বৃহত্তর তাপমাত্রার পার্থক্য প্রয়োজন হতে পারে।
এটি একটি কারণ কমপ্যাক্ট ট্যাঙ্কগুলি স্বয়ংক্রিয়ভাবে সর্বাধিক উপলব্ধ হিটার ওয়াট ব্যবহার করা উচিত নয়।
নিম্ন স্থানীয় তাপ প্রবাহ সাহায্য করতে পারে
গড় গরম করার পৃষ্ঠের তাপ প্রবাহ অনুমান করা যেতে পারে:
q = P/A
যেখানেPহিটার শক্তি এবংAসক্রিয় গরম এলাকা।
দুটি দৃষ্টান্তমূলক 6 কিলোওয়াট কনফিগারেশন বিবেচনা করুন:
| হিটার কনফিগারেশন | শক্তি | সক্রিয় এলাকা | গড় তাপ প্রবাহ |
|---|---|---|---|
| কমপ্যাক্ট হিটিং জোন | 6 কিলোওয়াট | 0.40 m² | 15 kW/m² |
| বিতরণ করা গরম করার অঞ্চল | 6 কিলোওয়াট | 0.80 m² | 7.5 kW/m² |
মানগুলি সর্বজনীন PTFE অপারেটিং সীমার পরিবর্তে উদাহরণ।
একই মোট শক্তির সাথে, কার্যকর গরম করার এলাকা বৃদ্ধি গড় তাপ প্রবাহ হ্রাস করে। সেই নকশাটি ব্যবহারিক কিনা তা নির্ভর করে ট্যাঙ্কের মাত্রা, তরল সঞ্চালন, হিটার নির্মাণ এবং প্রয়োজনীয় গরম করার হারের উপর।
হিটার জ্যামিতি ট্যাঙ্ক মাত্রা মেলে উচিত
একটি কমপ্যাক্ট রাসায়নিক ট্যাঙ্কের বিভিন্ন দিক থেকে সীমিত ছাড়পত্র থাকতে পারে।
ট্যাঙ্ক প্রাচীরের খুব কাছাকাছি একটি হিটার সক্রিয় পৃষ্ঠের অংশের চারপাশে তরল চলাচল সীমাবদ্ধ করতে পারে। নীচের খুব কাছাকাছি ইনস্টল করা একটি হিটার পলি বা জমার কাছাকাছি একটি ঘনীভূত গরম অঞ্চল তৈরি করতে পারে।
সক্রিয় গরম সেকশন তাই পর্যাপ্ত পার্শ্ববর্তী তরল ভলিউম সঙ্গে অবস্থান করা উচিত.
সংকীর্ণ ট্যাঙ্কগুলির জন্য, একটি দীর্ঘ এবং আরও বিতরণ করা গরম করার ব্যবস্থা কখনও কখনও একটি সংক্ষিপ্ত, অত্যন্ত ঘনীভূত গরম করার অঞ্চলের চেয়ে ভাল তাপ বিতরণ সরবরাহ করতে পারে।
উপযুক্ত জ্যামিতি প্রকৃত ট্যাঙ্ক খোলার, তরল গভীরতা, অভ্যন্তরীণ পাইপিং এবং প্রয়োজনীয় গরম করার ক্ষমতার উপর নির্ভর করে।
প্রচলন ছোট ভলিউম গুরুতর
কিছু কম-শক্তি প্রয়োগের জন্য প্রাকৃতিক পরিচলন যথেষ্ট হতে পারে, কিন্তু যখন দ্রবণটি সান্দ্র হয় বা হিটারের শক্তি তুলনামূলকভাবে বেশি হয় তখন এটি কম অনুমানযোগ্য হয়ে ওঠে।
যান্ত্রিক সঞ্চালন বা আন্দোলন উত্তাপের পৃষ্ঠ থেকে দূরে তাপ পরিবহন উন্নত করতে পারে।
যাইহোক, সঞ্চালন এত আক্রমনাত্মকভাবে পরিচালিত করা উচিত নয় যে রাসায়নিক স্প্ল্যাশিং বৈদ্যুতিক সংযোগ এলাকায় পৌঁছায়। হাইড্রোলিক ব্যবস্থা এবং হিটার মাউন্টিং একসাথে বিবেচনা করা প্রয়োজন।
একটি দরকারী নকশা প্রশ্ন কেবল সঞ্চালন বিদ্যমান কিনা তা নয়, তবে পর্যাপ্ত তরল চলাচল সমগ্র সক্রিয় গরম পৃষ্ঠে পৌঁছায় কিনা।
তাপমাত্রা সেন্সর যত্নশীল বসানো প্রয়োজন
ছোট ট্যাঙ্কগুলি সেন্সর অবস্থানের জন্য বিশেষভাবে সংবেদনশীল।
হিটারের খুব কাছাকাছি মাউন্ট করা একটি সেন্সর স্থানীয়ভাবে উত্তপ্ত অঞ্চল সনাক্ত করতে পারে। কন্ট্রোলার তখন হিটারের আউটপুট কমাতে পারে যখন অন্যান্য এলাকা লক্ষ্য তাপমাত্রার নিচে থাকে।
সঞ্চালন পথ থেকে খুব দূরে অবস্থিত একটি সেন্সর বিপরীত আচরণ দেখাতে পারে।
কমপ্যাক্ট ট্যাঙ্কের জন্য, তাপমাত্রা সেন্সরটি সেই প্রক্রিয়া অঞ্চলের প্রতিনিধিত্ব করা উচিত যা আসলে গুরুত্বপূর্ণ, যখন হিটারের তাত্ক্ষণিক তাপীয় সীমানা স্তরের সরাসরি পরিমাপ এড়িয়ে যায়।
যেখানে তাপমাত্রার অভিন্নতা গুরুত্বপূর্ণ, বিভিন্ন স্থানে তাপমাত্রা ম্যাপিং পার্থক্য প্রকাশ করতে পারে যা একটি একক নিয়ামক রিডিং দেখাতে পারে না।
তরল স্তর সুরক্ষা তাপীয় ঝুঁকি হ্রাস করে
ছোট ট্যাঙ্কগুলি লোডিং, বাষ্পীভবন, নিষ্কাশন বা ওয়ার্কপিস চলাচলের সময় উল্লেখযোগ্য তরল স্তরের পরিবর্তনগুলি অনুভব করতে পারে।
যদি তরল সক্রিয় হিটিং জোনের অংশের নীচে পড়ে, তবে উন্মুক্ত অংশটি দ্রবণের স্বাভাবিক শীতল প্রভাব হারায়।
একটি উপযুক্তPTFE নিমজ্জন হিটারইনস্টলেশন তাই ন্যূনতম তরল স্তর স্পষ্টভাবে সংজ্ঞায়িত করা উচিত. লেভেল সুইচ, তাপমাত্রা সুরক্ষা, এবং কন্ট্রোল ইন্টারলকগুলি যেখানে প্রসেস ডিজাইনের প্রয়োজন হয় সেখানে অন্তর্ভুক্ত করা যেতে পারে।
স্বাভাবিক ক্রিয়াকলাপের সময় সক্রিয় গরম করার এলাকাটি উদ্দিষ্ট নিমজ্জন সীমার মধ্যে থাকা উচিত।
একটি সাধারণ তাপ-ব্যালেন্স চেক
ধরুন একটি 250 L রাসায়নিক দ্রবণের আনুমানিক ভর 300 কেজি এবং তাপমাত্রা 30 ডিগ্রি বৃদ্ধি প্রয়োজন। 3.5 kJ/(kg·K) একটি দৃষ্টান্তমূলক নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতা ব্যবহার করে:
প্রশ্ন=mcΔT
Q=300 × 3.5 × 30=31,500 kJ
এটি প্রায় 8.75 kWh সংবেদনশীল গরম করার শক্তির সমান।
একটি 6 কিলোওয়াট হিটার তাত্ত্বিকভাবে আদর্শ অবস্থায় প্রায় 1.46 ঘন্টা প্রয়োজন। প্রকৃত গরম করার সময় বেশি হবে কারণ ট্যাঙ্কের প্রাচীর, পৃষ্ঠ, পাইপিং এবং আশেপাশের পরিবেশের মাধ্যমেও তাপ হারিয়ে যায়।
এই গণনাটি শুধুমাত্র দ্রুত স্টার্টআপের আকাঙ্ক্ষার উপর ভিত্তি করে অত্যধিক হিটারের সাইজিং প্রতিরোধ করতে সাহায্য করে।
ছোট ট্যাংক জন্য ব্যবহারিক নকশা চেক
একটি PTFE নিমজ্জন হিটার নির্বাচন করার আগে, বেশ কয়েকটি পরামিতি একসাথে পরীক্ষা করা উচিত:
ট্যাংক ভলিউম এবং মাত্রা
স্বাভাবিক এবং সর্বনিম্ন তরল মাত্রা
প্রয়োজনীয় গরম করার হার
সক্রিয় গরম পৃষ্ঠ এলাকা
গড় তাপ প্রবাহ
তরল সান্দ্রতা এবং প্রচলন
হিটার-থেকে-ওয়াল এবং হিটার-থেকে-নিচের ক্লিয়ারেন্স
তাপমাত্রা-সেন্সর অবস্থান
রাসায়নিক ঘনত্ব এবং অপারেটিং তাপমাত্রা
বৈদ্যুতিক শক্তি এবং নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি
ছোট রাসায়নিক ট্যাঙ্কের জন্য, স্থানীয়ভাবে অতিরিক্ত গরম হওয়া সাধারণত একটি হিটার-বিদ্যুতের সমস্যা না হয়ে একটি সিস্টেম-ডিজাইন সমস্যা। একটি ভাল-বিতরিত গরম করার পৃষ্ঠ, উপযুক্ত সঞ্চালন, সঠিক সেন্সর স্থাপন, এবং নির্ভরযোগ্য তরল-স্তরের সুরক্ষা আরও স্থিতিশীল তাপীয় পরিবেশ বজায় রাখতে সাহায্য করতে পারে।
যখন ট্যাঙ্কের স্থান সীমাবদ্ধ থাকে বা প্রক্রিয়াটি একটি সংকীর্ণ তাপমাত্রা সহনশীলতার সাথে কাজ করে, একটি কাস্টমাইজডPTFE নিমজ্জন হিটারজ্যামিতি প্রকৃত তরল গভীরতা, উপলব্ধ ক্লিয়ারেন্স, পাওয়ার প্রয়োজনীয়তা এবং ইনস্টলেশন শর্তগুলির চারপাশে ডিজাইন করা যেতে পারে।
