ПТФЕ урањајући грејач мора одговарати резервоару и обезбедити равномерну дистрибуцију топлоте. Облик грејача-правог, Л-облика или спирале-утиче не само на погодност инсталације већ и на термичке перформансе и век трајања. Одабир погрешне геометрије доводи до неравномерног загревања, врућих тачака или механичког напрезања премаза грејача. Физички распоред резервоара (дубина, ширина и доступне тачке монтаже) је примарни фактор у избору облика.
Преглед уобичајених облика ПТФЕ грејача
Три стандардне конфигурације доминирају у индустријским апликацијама за грејање са потапањем. Сваки облик је дизајниран за одређени распон геометрија резервоара и метода монтаже.
Прави вертикални грејачи
Прави вертикални ПТФЕ грејачи су дугачки елементи налик на шипку{0}} намењени за дубоке резервоаре где висина течности прелази 60 центиметара (приближно 24 инча). Ови грејачи су уроњени вертикално одозго, често користећи прирубницу или навојну монтажу кроз поклопац резервоара или бочни зид. Идеалне примене укључују дубоке цилиндричне или правоугаоне резервоаре, купке за облагање са константном дубином течности и резервоаре у којима су присутни седименти на дну или остаци (грејач остаје изнад таложених чврстих материја). Прави вертикални грејачи максимизирају дубину урањања без додиривања зидова или дна резервоара, а природне конвекцијске струје расту дуж дужине грејача како би се подстакло равномерно мешање. Потребни су једноставни захтеви за подршку, обично само горња тачка монтаже. Основно ограничење је неприкладност за плитке резервоаре где би грејач вирио изнад површине течности, узрокујући рад на суво.
Л-Гријачи у облику слова
ПТФЕ грејачи у облику слова Л{0} имају вертикалну ногу која пролази кроз зид или поклопац резервоара и хоризонталну ногу која иде дуж дна резервоара. Овај облик је посебно дизајниран за плитке резервоаре или инсталације где је размак изнад главе ограничен. Идеалне примене обухватају плитке резервоаре са дубином течности између 30 и 60 центиметара (12–24 инча), резервоаре са малим простором изнад површине течности и монтажу преко--бочне стране где се грејач закачи преко обода резервоара. Хоризонтална нога се налази близу дна резервоара, загревајући се одоздо како би подстакла природну циркулацију, обезбеђујући равномерну дистрибуцију топлоте преко доњег дела резервоара. Важни компромиси{11}}укључују потребу за пажљивом механичком потпором, јер хоризонтална нога има тенденцију да клоне под сопственом тежином на повишеним температурама ако није правилно причвршћена. За дугачке хоризонталне распоне (веће од 60 центиметара) препоручују се додатни носачи или одвојци. Минимални радијус савијања за ПТФЕ грејаче је ограничен унутрашњим металним језгром; оштра кривина од 90 степени са премалим радијусом могу да напукну ПТФЕ омотач током производње или уградње.
Спирални или спирални грејачи
Спирални ПТФЕ грејачи се састоје од непрекидне намотане цеви која спаја дугачки грејни елемент у компактан отисак. Они се користе када се велика снага мора испоручити у малој запремини резервоара. Идеалне примене обухватају мале лабораторијске или пилот резервоаре, резервоаре неправилних облика где грејачи правог или Л- облика не одговарају, и процесе који захтевају интензивно локално грејање (на пример, близу улазног тока). Спирални грејачи обезбеђују високу густину у ватима по заузетој површини и стварају турбулентне обрасце протока око завојнице, побољшавајући пренос топлоте. Компактан дизајн такође олакшава транспорт и руковање. Ограничења укључују већу локализовану густину у ватима, што захтева пажљиву брзину течности или мешање како би се спречило прегревање. Завојнице је теже очистити од правих или Л- облика.
Водич за избор облика на основу геометрије резервоара
Избор се често своди на усклађивање дужине грејача и оријентације према димензијама резервоара. Корисно је размотрити и дубину течности и доступне позиције за монтажу пре финализације облика. За дубоке резервоаре са дубином већом од 60 центиметара и отвореним врхом, препоручује се прави вертикални грејач како би се максимизирала дужина потапања док врх држи 5 до 10 центиметара изнад дна резервоара. Ако дубоки резервоар има ограничен приступ одозго, прави вертикални грејач са доњом-прирубницом за монтирање је прикладан, иако је за уградњу потребан одводни отвор или суви резервоар. За плитке резервоаре са дубином између 20 и 60 центиметара и стандардним ободом, грејач у облику слова Л- са монтажом преко-- бочне стране је идеалан, осигуравајући да хоризонтална нога не додирује дно резервоара (треба да буде дозвољен размак од 2 до 3 центиметра). Када плитки резервоар има веома мали простор, пожељан је грејач у облику слова Л- са монтажом кроз{17}}зид, са вертикалном ногом постављеном кроз бочни зид близу дна. За мале резервоаре запремине мање од 20 литара, погодан је спирални или спирални грејач, под условом да се одржава довољан проток поред завојнице. У правоугаоном резервоару који је широк, али плитак, више грејача у облику слова Л- треба да буде равномерно распоређено по дну резервоара. За резервоаре са унутрашњим преградама или препрекама, препоручују се прави вертикални или прилагођени спирални грејачи, при чему се контакт са преградама избегава коришћењем одстојника.
Методе монтаже и њихов утицај на избор облика
Конфигурација монтаже је неодвојива од облика грејача. Постоје три уобичајена начина монтаже. Монтажа преко--бочне стране се обично користи са грејачима у облику слова Л-, где се грејач закачи преко обода резервоара са вертикалном ногом изван резервоара и хоризонталном ногом унутра. Ова метода не захтева продор у резервоар, али захтева одговарајућу чврстоћу обода. Монтажа на горњу{7}}прирубницу се користи код правих вертикалних грејача, где је ПТФЕ или метална прирубница причвршћена за поклопац резервоара, пружајући одличну подршку, али захтевајући размак изнад главе за уклањање грејача. Монтажа на доњи или бочни{9}}зид се користи код правих или Л-грејача, где су навојне чауре или прирубнице заварене у зид резервоара. Монтажа на дну је пожељна за веома дубоке резервоаре где је уклањање горњег дела непрактично. Када се врши анализа геометрије резервоара за избор облика грејача ПТФЕ, мора се поштовати минимални радијус савијања. За типичне ПТФЕ урањајуће грејаче са унутрашњом металном отпорном жицом, препоручени радијус савијања је најмање 5 до 10 пута већи од спољашњег пречника грејача. Оштрија кривина изазивају пуцање ПТФЕ-а и излажу метално језгро корозивним течностима.
Практичне препоруке
У пракси, плитки резервоар са дубином од 30 центиметара не може да прими прави вертикални грејач стандардне дужине (на пример, 60 центиметара) јер би грејач или вирио изнад течности или би додиривао дно. Грејач у облику слова Л- решава ово постављањем зоне грејања хоризонтално дуж дна. За дубоке резервоаре веће од 1 метра, пожељни су прави вертикални грејачи. Више правих грејача може бити распоређено у сноп како би се повећала укупна снага уз одржавање равномерне дистрибуције топлоте. Спирални облици су најбоље резервисани за мале-прилике или где је простор изузетно ограничен. Њихова већа густина у ватима по отиску захтева или мешање течности или мању укупну снагу да би се избегло да површинске температуре ПТФЕ прелазе границе.
Закључак
Геометрија грејача треба да одговара димензијама резервоара и захтевима процеса. Дубоки резервоари фаворизују равне вертикалне облике за потпуно урањање. За плитке резервоаре су потребни грејачи у облику слова Л- са хоризонталним доњим ногама. Компактни или неправилни резервоари имају користи од спиралних намотаја, под условом да се управља густином у ватима. Правилно постављање грејача побољшава перформансе и дуговечност тако што осигурава да цела загрејана површина остане потопљена, избегавајући механички стрес на кривинама и промовишући природне конвекцијске струје. За сваку нову инсталацију, прво треба измерити дубину, ширину и могућности уградње резервоара; тада се облик грејача бира у складу са тим.
