একটি রাসায়নিক প্ল্যান্ট অভিন্ন পিকলিং ট্যাঙ্কের জন্য দুটি PTFE নিমজ্জন হিটার অর্ডার করেছে৷ একজনের একটি 1.5 মিমি পিটিএফই লাইনার ছিল। অন্যটিতে একটি 2.5 মিমি লাইনার ছিল। উভয়ই একই ওয়াটেজ এবং ভোল্টেজের জন্য রেট করা হয়েছিল। আঠারো মাস পরে, পাতলা রেখাযুক্ত হিটারটি এখনও ভাল কাজ করছে। পুরু-রেখাযুক্ত হিটারটি ব্যর্থ হয়েছে-প্রবেশের কারণে নয়, বরং স্থানীয়ভাবে অতিরিক্ত গরম করার কারণে। মোটা লাইনারটি আবরণের তাপমাত্রাকে অবক্ষয়ের পরিসরে ঠেলে দেওয়ার জন্য যথেষ্ট তাপীয় প্রতিরোধের যোগ করেছে।
লাইনার বেধ হল PTFE নিমজ্জন হিটার স্পেসিফিকেশনের সবচেয়ে ফলপ্রসূ সিদ্ধান্তগুলির মধ্যে একটি, এবং সবচেয়ে কম বোঝার মধ্যে একটি। একটি মোটা লাইনার একটি দীর্ঘ প্রবেশ পথ এবং ভাল যান্ত্রিক স্থায়িত্ব প্রদান করে। তবে এটি তাপীয় প্রতিরোধও যোগ করে, যে কোনো ওয়াট ঘনত্বের জন্য খাপের তাপমাত্রা বাড়ায়। সর্বোত্তম বেধ এই প্রতিযোগী প্রভাব ভারসাম্য.
PTFE লাইনারের তাপীয় প্রতিরোধ
প্রক্রিয়া তরল পৌঁছানোর আগে তাপ PTFE লাইনার অতিক্রম করা আবশ্যক. লাইনারের তাপীয় প্রতিরোধ ক্ষমতা তার পুরুত্বের সমানুপাতিক এবং এর তাপ পরিবাহিতার বিপরীতভাবে সমানুপাতিক। 0.25 W/m·K-এ PTFE-এর জন্য, একটি 1.5 মিমি লাইনার 1.0 W/cm² এ আনুমানিক 6 ডিগ্রি তাপমাত্রা হ্রাস যোগ করে। একটি 2.5 মিমি লাইনার প্রায় 10 ডিগ্রী যোগ করে। একটি 3.5 মিমি লাইনার প্রায় 14 ডিগ্রী যোগ করে।
এই তাপমাত্রার ড্রপগুলি আবরণের পৃষ্ঠে সংবহনশীল ড্রপ এবং MgO এবং ধাতব উপাদান জুড়ে অভ্যন্তরীণ ড্রপ যোগ করে। মোট খাপ-থেকে-বাল্ক গ্যাপ পলিমারের প্রকৃত অপারেটিং তাপমাত্রা নির্ধারণ করে।
| লাইনার পুরুত্ব | থার্মাল রেজিস্ট্যান্স | খাপ ΔT 1.0 W/cm² এ | খাপ ΔT 1.5 W/cm² এ | আপেক্ষিক পারমিয়েশন পাথ |
|---|---|---|---|---|
| 1.0 মিমি | কম | 4 ডিগ্রী | 6 ডিগ্রী | সংক্ষিপ্ত |
| 1.5 মিমি | পরিমিত | 6 ডিগ্রী | 9 ডিগ্রী | পরিমিত |
| 2.0 মিমি | মাঝারি-উচ্চ | 8 ডিগ্রী | 12 ডিগ্রী | দীর্ঘ |
| 2.5 মিমি | উচ্চ | 10 ডিগ্রী | 15 ডিগ্রী | দীর্ঘতর |
| 3.0 মিমি | অনেক উঁচুতে | 12 ডিগ্রী | 18 ডিগ্রী | দীর্ঘতম |
সাধারণ PTFE লাইনার বেধের জন্য তাপীয় প্রতিরোধ এবং পারমিয়েশন পাথ
পারমিয়েশন ট্রেড-বন্ধ
একটি মোটা লাইনার ছড়িয়ে পড়া পথের দৈর্ঘ্য বাড়িয়ে প্রবেশকে ধীর করে দেয়। যদি পারমিয়েশন একমাত্র বিবেচনা করা হয়, তবে মোটা লাইনার সর্বদা সেরা হবে। কিন্তু মোটা লাইনার খাপের তাপমাত্রা বাড়ায় এবং উচ্চতর তাপমাত্রা প্রবেশকে ত্বরান্বিত করে। দুটি প্রভাব একে অপরের বিরুদ্ধে কাজ করে।
একটি প্রদত্ত ওয়াট ঘনত্বের জন্য, একটি সর্বোত্তম বেধ রয়েছে যা মোট প্রবেশের হারকে কমিয়ে দেয়। সেই বেধের নীচে, প্রবেশ পথটি খুব ছোট। এই বেধের উপরে, তাপমাত্রা-চালিত ত্বরণ পথের-দৈর্ঘ্যের সুবিধার চেয়ে বেশি।
অনুশীলনে, সর্বোত্তম বেধ তাপমাত্রা এবং রসায়নের উপর নির্ভর করে। হালকা আক্রমনাত্মক রসায়নে মাঝারি-তাপমাত্রা পরিষেবার জন্য (50-70 ডিগ্রি), একটি 1.5-2.0 মিমি লাইনার একটি ভাল ভারসাম্য প্রদান করে। উচ্চতর-তাপমাত্রা পরিষেবা (70-90 ডিগ্রী) বা আরও আক্রমনাত্মক রসায়নের জন্য, একটি 2.0-2.5 মিমি লাইনার উপযুক্ত, তবে খাপের তাপমাত্রা নিরাপদ সীমার মধ্যে রাখতে ওয়াটের ঘনত্ব হ্রাস করা হয়।
| পরিষেবার শর্ত | প্রস্তাবিত লাইনার বেধ | ওয়াট ঘনত্ব সীমা | প্রত্যাশিত পরিষেবা জীবন |
|---|---|---|---|
| <60°C, mild chemistry | 1.0-1.5 মিমি | 1.4-1.6 W/cm² | 5-8 বছর |
| 60-70 ডিগ্রি, মাঝারি রসায়ন | 1.5-2.0 মিমি | 1.2–1.4 W/cm² | 3-5 বছর |
| 70-80 ডিগ্রি, আক্রমনাত্মক রসায়ন | 2.0-2.5 মিমি | 1.0-1.2 W/cm² | 2-4 বছর |
| 80-90 ডিগ্রি, অত্যন্ত আক্রমণাত্মক | 2.5-3.0 মিমি | 0.8-1.0 W/cm² | 1.5-3 বছর |
| >90 ডিগ্রী বা HF-যুক্ত | 3.0 মিমি+ | 0.6–0.8 W/cm² | 1-2 বছর |
পরিষেবা শর্ত দ্বারা লাইনার বেধ সুপারিশ
যান্ত্রিক স্থায়িত্ব বিবেচনা
একটি মোটা লাইনার একটি পাতলা লাইনারের চেয়ে যান্ত্রিক ক্ষতি ভালভাবে প্রতিরোধ করে। ট্যাঙ্কগুলিতে যেখানে ওয়ার্কপিস বা র্যাকগুলি হিটারের সাথে যোগাযোগ করতে পারে, বা যেখানে পরিষ্কার করার জন্য ব্রাশ করা বা স্ক্র্যাপ করা জড়িত, সেখানে একটি মোটা লাইনার গজিং এবং ঘর্ষণ থেকে একটি মার্জিন প্রদান করে।
একটি পাতলা লাইনার ক্ষতির জন্য বেশি ঝুঁকিপূর্ণ। একটি 1.0 মিমি লাইনারের একটি গজ পলিমারের মধ্য দিয়ে অর্ধেক পথ প্রবেশ করতে পারে, একটি দুর্বল বিন্দু তৈরি করে যা তাপীয় সাইকেল চালানোর অধীনে ক্র্যাক করতে পারে। একটি 2.5 মিমি লাইনারে একই প্রভাব শুধুমাত্র একটি পৃষ্ঠের চিহ্ন রেখে যেতে পারে।
একটি মোটা লাইনারের যান্ত্রিক স্থায়িত্বের সুবিধা বাস্তব, তবে তা অবশ্যই তাপীয় শাস্তির বিরুদ্ধে ভারসাম্যপূর্ণ হতে হবে। অ্যাপ্লিকেশানগুলিতে যেখানে যান্ত্রিক ক্ষতির সম্ভাবনা থাকে, কম ওয়াটের ঘনত্বের সাথে একটি মোটা লাইনার সর্বোত্তম আপস হতে পারে।
ওয়াট ঘনত্বের সাথে লাইনারের পুরুত্বের মিল
লাইনারের পুরুত্ব এবং ওয়াটের ঘনত্ব একসাথে নির্বাচন করতে হবে। একটি উচ্চ ওয়াট ঘনত্ব সহ একটি পুরু লাইনার একটি অগ্রহণযোগ্য উচ্চ শীথ তাপমাত্রা তৈরি করে। কম ওয়াট ঘনত্বের একটি পাতলা লাইনার তাপগতভাবে দক্ষ কিন্তু আক্রমণাত্মক রসায়নে যথেষ্ট পারমিয়েশন প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করতে পারে না।
ব্যবহারিক পদ্ধতি হল রসায়ন এবং তাপমাত্রার উপর ভিত্তি করে প্রথমে লাইনারের বেধ নির্বাচন করা, তারপর ওয়াটের ঘনত্ব নির্বাচন করা যা সেই পুরুত্বের জন্য নিরাপদ সীমার মধ্যে খাপের তাপমাত্রা রাখে। 1.0 W/cm² এ একটি 2.5 মিমি লাইনার 1.4 ওয়াট/সেমি² এ 1.5 মিমি লাইনারের মতো একই খাপের তাপমাত্রায় কাজ করতে পারে, তবে মোটা লাইনারটি ভাল পারমিয়েশন প্রতিরোধ এবং যান্ত্রিক স্থায়িত্ব প্রদান করে।
| লাইনার পুরুত্ব | খাপ জন্য সর্বোচ্চ ওয়াট ঘনত্ব<100°C | খাপ জন্য সর্বোচ্চ ওয়াট ঘনত্ব<110°C | সেরা অ্যাপ্লিকেশন |
|---|---|---|---|
| 1.0 মিমি | 1.6 ওয়াট/সেমি² | 1.8 ওয়াট/সেমি² | কম-তাপ, পরিষ্কার তরল |
| 1.5 মিমি | 1.4 ওয়াট/সেমি² | 1.6 ওয়াট/সেমি² | পরিমিত সেবা |
| 2.0 মিমি | 1.2 ওয়াট/সেমি² | 1.4 ওয়াট/সেমি² | অধিকাংশ কলাই স্নান |
| 2.5 মিমি | 1.0 ওয়াট/সেমি² | 1.2 ওয়াট/সেমি² | আক্রমণাত্মক রসায়ন |
| 3.0 মিমি | 0.8 ওয়াট/সেমি² | 1.0 ওয়াট/সেমি² | HF, উচ্চ-অস্থায়ী পরিষেবা |
নিরাপদ খাপের তাপমাত্রার জন্য লাইনারের বেধ এবং ওয়াট ঘনত্বের সমন্বয়
যখন স্ট্যান্ডার্ড থিকনেস যথেষ্ট নয়
কিছু অ্যাপ্লিকেশনের জন্য লাইনারের পুরুত্ব বা ওয়াটের ঘনত্বের সমন্বয় প্রয়োজন যা স্ট্যান্ডার্ড হিটারগুলি অফার করে না। উচ্চ তাপমাত্রায় অত্যন্ত আক্রমনাত্মক রসায়ন সহ একটি ট্যাঙ্কের জন্য 0.8 W/cm² এ 3.0 মিমি লাইনারের প্রয়োজন হতে পারে-একটি সংমিশ্রণ যার জন্য একটি বৃহৎ পৃষ্ঠ এলাকা এবং একটি কাস্টম কনফিগারেশন প্রয়োজন।
একটি কাস্টম PTFE নিমজ্জন হিটার কনফিগারেশন লাইনারের বেধ এবং ওয়াট ঘনত্ব নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য অপ্টিমাইজ করার অনুমতি দেয়। স্পেসিফিকেশন প্রক্রিয়ার জন্য স্নানের রসায়ন, অপারেটিং তাপমাত্রা, যান্ত্রিক ঝুঁকির কারণ এবং প্রয়োজনীয় ওয়াটেজ প্রয়োজন। চাহিদাযুক্ত অ্যাপ্লিকেশনগুলির সুবিধাগুলির জন্য, এই পদ্ধতিটি মানক পণ্য নির্বাচনের চেয়ে আরও সুনির্দিষ্টভাবে স্থায়িত্ব এবং তাপ স্থানান্তরের ভারসাম্য বজায় রাখে।
