একটি রাসায়নিক ট্যাঙ্কে একই ভলিউম তরল থাকতে পারে তবে একটি উত্পাদন ব্যাচ থেকে অন্যটিতে খুব ভিন্নভাবে আচরণ করতে পারে। রাসায়নিক ঘনত্বের পরিবর্তন তরল ঘনত্ব, সান্দ্রতা, তাপ ক্ষমতা এবং সঞ্চালন পরিবর্তন করতে পারে। এই পরিবর্তনগুলি সরাসরি প্রভাবিত করে কিভাবে একটিPTFE নিমজ্জন হিটারস্নানের মধ্যে তাপ স্থানান্তর করে।
প্রকৌশলীদের জন্য গরম করার সরঞ্জামের সাইজিং, তাই তরল ঘনত্বকে বিচ্ছিন্ন স্পেসিফিকেশন হিসাবে বিবেচনা না করে ঘনত্ব এবং তাপীয় বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে একসাথে বিবেচনা করা উচিত।
ঘনত্ব উত্তপ্ত হওয়ার প্রকৃত ভরকে পরিবর্তন করে
ট্যাঙ্কের ক্ষমতা সাধারণত লিটার বা কিউবিক মিটারে প্রকাশ করা হয়, যখন গরম করার গণনা ভরের উপর নির্ভর করে।
মৌলিক সম্পর্ক হল:
m = ρV
যেখানেmতরল ভর,ρঘনত্ব, এবংVতরল ভলিউম।
উদাহরণস্বরূপ, 1.20 kg/L ঘনত্বের একটি দ্রবণ সহ একটি 1,000 L ট্যাঙ্কে প্রায় 1,200 kg তরল থাকে।
যদি একই ট্যাঙ্কে 1.00 kg/L এর কম ঘনত্বের দ্রবণ- থাকে, তাহলে তরল ভর মাত্র 1,000 কেজি।
এই পার্থক্য স্নানের তাপমাত্রা বাড়াতে প্রয়োজনীয় শক্তির পরিমাণকে প্রভাবিত করে।
বুদ্ধিমান গরম করার জন্য:
প্রশ্ন=mcΔT
অতএব, একই ট্যাঙ্ক ভলিউম দখলকারী দুটি তরল যখন তাদের ঘনত্ব এবং নির্দিষ্ট তাপের ক্ষমতা ভিন্ন হয় তখন তাদের বিভিন্ন গরম করার শক্তির প্রয়োজন হতে পারে।
একা ঘনত্ব তাপ স্থানান্তর নির্ধারণ করে না
একটি সাধারণ ইঞ্জিনিয়ারিং ভুল বোঝাবুঝি অনুমান করা হয় যে উচ্চ ঘনত্ব স্বয়ংক্রিয়ভাবে দরিদ্র বা ভাল তাপ স্থানান্তর।
ঘনত্ব হল তরল-সম্পত্তি চিত্রের একটি অংশ।
একটি PTFE নিমজ্জন হিটারের চারপাশে তাপ স্থানান্তর এছাড়াও সান্দ্রতা, নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতা, তাপ পরিবাহিতা, তরল বেগ, হিটার জ্যামিতি এবং তাপমাত্রার পার্থক্য দ্বারা প্রভাবিত হয়।
একটি সরলীকৃত সম্পর্ক হল:
প্রশ্ন=hAΔT
এখানে,hকার্যকর তাপ-স্থানান্তর গুণাঙ্ক এবংAসক্রিয় গরম এলাকা প্রতিনিধিত্ব করে।
ঘনত্ব তরল আচরণকে প্রভাবিত করতে পারে, কিন্তু এটি সরাসরি এর মান প্রদান করে নাh. তরল চলাচল এবং সান্দ্রতা সমানভাবে গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে।
ঘনীভূত সমাধান একসাথে বেশ কয়েকটি বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করতে পারে
অনেক রাসায়নিক প্রক্রিয়ায়, দ্রবীভূত রাসায়নিক ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়। একই সময়ে, সান্দ্রতা এবং নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতা পরিবর্তিত হতে পারে।
এটি একটি সম্মিলিত নকশা প্রভাব তৈরি করে।
একটি ঘনীভূত দ্রবণ প্রতি ইউনিট আয়তনে বেশি ভর ধারণ করতে পারে, বোধগম্য-হিটিং লোড বাড়ায়। যদি সান্দ্রতাও বৃদ্ধি পায়, হিটারের চারপাশে সঞ্চালন কম কার্যকর হতে পারে।
ফলাফলটি এমন একটি প্রক্রিয়া হতে পারে যেখানে রাসায়নিক ঘনত্ব পরিবর্তনের পরে একই নামমাত্র হিটার শক্তি ভিন্ন তাপমাত্রার প্রতিক্রিয়া তৈরি করে।
এই কারণে, শুধুমাত্র ট্যাঙ্ক ভলিউমের উপর ভিত্তি করে গরম করার গণনা ঘনীভূত রাসায়নিক সমাধানের জন্য ভুল হতে পারে।
কেন হিটার সারফেস এরিয়া এখনও গুরুত্বপূর্ণ
ধরুন একটি প্রক্রিয়ার জন্য 12 কিলোওয়াট গরম করার শক্তি প্রয়োজন।
একটি ছোট সক্রিয় এলাকা সহ একটি কমপ্যাক্ট হিটার এবং একটি বড় সক্রিয় এলাকা সহ একটি দীর্ঘ হিটার উভয়ই 12 কিলোওয়াট বৈদ্যুতিকভাবে সরবরাহ করতে পারে। যাইহোক, তাদের গড় পৃষ্ঠ তাপ প্রবাহ ভিন্ন হবে।
সরলীকৃত গণনা হল:
q = P/A
যেখানেqগড় তাপ প্রবাহ।
দুটি দৃষ্টান্তমূলক কনফিগারেশন বিবেচনা করুন:
| হিটার ব্যবস্থা | শক্তি | সক্রিয় গরম এলাকা | গড় তাপ প্রবাহ |
|---|---|---|---|
| কমপ্যাক্ট কনফিগারেশন | 12 কিলোওয়াট | 0.60 m² | 20 kW/m² |
| বিতরণকৃত কনফিগারেশন | 12 কিলোওয়াট | 1.20 m² | 10 kW/m² |
এই মানগুলি দৃষ্টান্তমূলক এবং সর্বজনীন PTFE অপারেটিং সীমার প্রতিনিধিত্ব করে না।
বিতরণ করা বিন্যাস একটি নিম্ন গড় পৃষ্ঠ তাপ প্রবাহ প্রদান করতে পারে, কিন্তু প্রকৃত কর্মক্ষমতা এখনও সঞ্চালন, ইনস্টলেশন জ্যামিতি, স্নান রসায়ন, এবং হিটার নির্মাণের উপর নির্ভর করে।
তরল আন্দোলন সীমাবদ্ধ ফ্যাক্টর হয়ে উঠতে পারে
যখন একটি ঘন বা সান্দ্র রাসায়নিক দ্রবণ ধীরে ধীরে চলে, তখন তাপ আশেপাশের স্নানে স্থানান্তরিত হওয়ার চেয়ে দ্রুত হিটার পৃষ্ঠের চারপাশে জমা হতে পারে।
এটি হিটারের আশেপাশে থাকা তরল এবং বাল্ক দ্রবণের মধ্যে একটি স্থানীয় তাপমাত্রার পার্থক্য তৈরি করতে পারে।
একটি ট্যাঙ্ক তাপমাত্রা সেন্সর এখনও পছন্দসই গড় তাপমাত্রা রিপোর্ট করতে পারে যখন হিটার পৃষ্ঠটি যথেষ্ট ভিন্ন অবস্থার অভিজ্ঞতা লাভ করে।
যান্ত্রিক আন্দোলন, পাম্প সঞ্চালন, হিটার ব্যবধান, এবং ইনস্টলেশন অবস্থান তাই একসাথে মূল্যায়ন করা উচিত।
বড় রাসায়নিক ট্যাঙ্কগুলির জন্য, গরম করার অঞ্চলগুলি বিতরণ করাও একটি অঞ্চলে তাপীয় লোডকে কেন্দ্রীভূত করা এড়াতে সহায়তা করতে পারে।
ঘনত্ব গরম করার-সময় গণনার মধ্যে অন্তর্ভুক্ত করা উচিত
1.15 kg/L এর ঘনত্বের সাথে একটি দৃষ্টান্তমূলক 1,500 L রাসায়নিক দ্রবণ বিবেচনা করুন। আনুমানিক তরল ভর হল:
মি=1.15 × 1,500=1,725 কেজি
যদি নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতা 3.2 kJ/(kg·K) ধরে নেওয়া হয় এবং প্রয়োজনীয় তাপমাত্রা বৃদ্ধি 30 ডিগ্রি হয়:
Q=1,725 × 3.2 × 30=165,600 kJ
এটি আনুমানিক 46 kWh সংবেদনশীল গরম করার শক্তির সমান।
একটি 20 কিলোওয়াট হিটার তাত্ত্বিকভাবে আদর্শ অবস্থায় প্রায় 2.3 ঘন্টা প্রয়োজন। প্রকৃত গরম করার সময় বেশি হবে কারণ ট্যাঙ্কের দেয়াল, পাইপিং, ওয়ার্কপিস, বাষ্পীভবন এবং পরিবেশগত তাপের ক্ষতিও শক্তি খরচ করে।
হিটিং ক্ষমতা অনুমান করার সময় কেন ঘনত্ব এবং নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতা অন্তর্ভুক্ত করা উচিত তা গণনাটি দেখায়।
হিটার নির্বাচনের জন্য কি ডেটা প্রদান করা উচিত?
একটি রাসায়নিক প্রক্রিয়া ব্যবহার করে একটিPTFE নিমজ্জন হিটার, দরকারী তরল তথ্য অন্তর্ভুক্ত:
তরল ঘনত্ব বা নির্দিষ্ট মাধ্যাকর্ষণ
রাসায়নিক ঘনত্ব
নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতা
সান্দ্রতা
উপলব্ধ হলে তাপ পরিবাহিতা
অপারেটিং তাপমাত্রা পরিসীমা
প্রয়োজনীয় গরম করার হার
প্রচলন বা আন্দোলন পদ্ধতি
স্বাভাবিক এবং সর্বনিম্ন তরল স্তর
ট্যাঙ্কের মাত্রা
তাই ঘনত্বকে বৃহত্তর তাপীয়-সম্পত্তি প্রোফাইলের একটি অংশ হিসেবে বিবেচনা করা হয়।
যখন ঘনত্ব রাসায়নিক ঘনত্বের সাথে উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়, তখন হিটারের সাইজিং একটি একক নামমাত্র অবস্থার বিরুদ্ধে না হয়ে প্রকৃত অপারেটিং পরিসীমা জুড়ে পরীক্ষা করা উচিত। গরম করার পৃষ্ঠের এলাকা, শক্তি বন্টন, সঞ্চালন এবং ট্যাঙ্ক জ্যামিতির সাথে তরল বৈশিষ্ট্যের সমন্বয় PTFE নিমজ্জন হিটার নির্বাচন এবং কাস্টমাইজড শিল্প নকশার জন্য আরও নির্ভরযোগ্য ভিত্তি প্রদান করে।
