IMMERSION HEATER DESIGN
طراحی هیتر غوطه‌وری
(از نگاه متال فینیشینگ)
| نویسنده: تام ریچاردز | BY TOM RICHARDS. |
| هیتر غوطه‌وری یک روش صحیح و مقرون‌به‌صرفه برای گرمایش محلول‌های فرایند در صنعت آبکاری به شمار می‌رود. | The immersion heater represents a sound, economical method of heating process solutions in the finishing industry. |
| تاسیسات هیترهای قدیمی شامل یک کویل بخار معلق است که برروی دیواره مخزن قرار گرفته است که برای گرم‌کردن آب تا دمای تجربی در مدت زمان دو ساعت تعیین سایز شده است. درحالی که اثبات شده که از لحاظ تولید حرارت و پیشگیری از حوادث مختلف، این روش مناسب است ولی همچنین اثبات شده که از لحاظ هزینه‌های انرژی و روش‌های کنترلی، رضایت‌بخش نبوده است. همزمان با افزایش هزینه‌های انرژی، تکنسین آبکاری از طریق افزایش زمان گرمایش، به ذخیره انرژی مبادرت می‌ورزد. طولی نمی‌کشد که تلفات حرارتی مانع از رسیدن به دمای مطلوب می‌شود، بنابراین افزودن عایق مخزن، سرپوش‌ها و سایر روش‌ها از تلفات جلوگیری می‌کند. همچنین راه‌حل‌های مناسب برای بیشتر چالش‌ها پیدا شد، اما کویل بخار معلق هیچ تغییری نکرده است. امروزه ما این دانش را داریم که به ما اجازه می‌دهد تا به خوبی سیستم‌های گرمایشی موثر و کارآمد را برنامه‌ریزی، طراحی، نصب و راه‌اندازی کنیم. | Classical heater installations consisted of a hanging a steam coil in one tank wall, sized to heat up water to a “rule-of-thumb” temperature in two hours. While This method has proved to be adequate in providing heat and covering a multitude of oversights, it has also proved to be unsatisfactory with regard to energy costs and control. As the cost of energy rose, the finisher increased heat-up times in an effort to conserve energy. Soon, heat losses prevented achieving desired temperature levels, thus adding tank insulation, covers, and other methods of loss conservation. Again, the appropriate solutions to most of the challenges were found, but the hanging steam coil remained unchanged. Today, we have the knowledge that it allows us to adequately plan, design, install, and operate economical, efficient heating systems. |
| با افزایش دما، فعالیت مولکولی، حلالیت شیمیایی و فعالیت سطحی افزایش می‌یابد. کاهش کشش سطحی، فشار بخار پایین برخی از مواد افزودنی آلی و تجزیه حساس به گرما و یا رشد کریستال در مواد افزودنی دیگر، ملاحظات عمده‌ای است که مزایای حاصله از افزایش دمای محلول را تحت تاثیر قرار می‌دهد. به منظور دستیابی به تعادل مناسب در تمامی این فاکتورها، نیاز است که نیازمندی‌های گرمایش مخصوص هر فرآیند را تحلیل کنیم مشروط بر اینکه نصب و بهره‌برداری، صرفه اقتصادی داشته باشد. بهترین منبع پردازش اطلاعات، تامین‌کننده مواد شیمیایی است که می‌تواند موارد زیر را به شما بیان کند: | Molecular activity, chemical solubility, and surface activity are enhanced through temperature elevation. The reduced solution surface tension, low vapor pressure of some organic additive agents, and heat-sensitive decomposition or crystallization of other additives are major considerations that modify the benefits gained as solution temperature rises. To achieve a proper balance of all these factors, while providing economical installation and operation, it is necessary to analyze the individual heating requirements of each process. Your best source of process information is your chemical supplier, which can tell you: |
| 1. . مواد توصیه شده در تولید.2. حداکثر (حداقل) دمای محلول.3. حداکثر دمای سطح هیتر.4. حرارت ویژه محلول فرآیند.5. وزن مخصوص محلول فرآیند.6. اضافات (لجن) کف توصیه شده. | 1. Recommended materials of construction.2. Maximum (minimum) solution temperature.3. Maximum heater surface temperature.4. Specific heat of the process solution.5. Specific gravity of the process solution.6. Recommended heel (sludge) allowance |
| برای تعیین اندازه هیتر، ابتدا باید اندازه مخزن را تعیین کنید: فضای موردنیاز برای قطعه، قفسه یا بشکه قطعات، فضای موردنیاز برای رفت و آمد (آندها)، پمپ‌های موجود در مخزن و فیلتراسیون، تقسیم مخازن به بخش‌های مختلف، موانع پیشگیری از سرریزشدن، کنترلر‌های سطح، لوله‌های اختلاط محلول یا هوا و لوازم جانبی دیگر. با استفاده از این اطلاعات، اندازه و موقعیت مخزن را می‌توان تعیین نمود. | To the size of the heater, first determine the tank size: space required for the part, parts rack or barrel, space required for busing (anodes), in-tank pumps and filtration, sumps, overflows dams, level controls, air or solution agitation pipes, and any other accessories. From this data, a tank size and configuration can be set. |
| از طریق محاسبات زیر وزن محلولی که باید گرم شود حاصل می‌گردد. برای مخازن مستطیل:L × W × D × S.G. × 62.4 lb/ft3 = وزنL، W و D عبارتند از طول، عرض و ارتفاع به فوت، (برای تبدیل به اینچ این اعداد را در lb/in3 0.036 ضرب کنید). وزن مخصوص این محلول S.G. است (آب 1.0). | Calculate the weight of the solution to be heated. For rectangular tanks:Weight – L x W x D x S.G. x 62.4 Ib/ft3Where L, VI, and D, are length, width, andDepth in feet (substitute 0.036 Iblin.3 for dimensions in inches). S.G. is the specific gravity of the solution (water is 1.0) |
| برای مخازن استوانه‌ای:R2D x S.G. x 62.4 Ib/ft3 = وزنR شعاع مخزن است. | For cylindrical tanks:Weight – R2D x S.G. x 62.4 Ib/ft3Where R is the radius of the tank |
| محاسبه افزایش دمای موردنیاز با تفریق میانگین (یا کمترین) دمای محیط از دمای کاری مطلوب به دست می‌آید. (در صورتی که درجه حرارت کارگاه در ماه‌های زمستان بسیار کم باشد، شاید بهتر باشد که از این دما به عنوان دمای میانگین محیط استفاده شود). | Calculate the temperature rise required by subtracting the average (or lowest) ambient temperature from the desired operating temperature (if the shop temperature is kept very cool during winter months, it might be wise to use this temperature as the average ambient temperature). |
