Aplicacions d'immersió líquida i consideracions de disseny
Mentre que els escalfadors de cartutxos solen escalfar masses metàl·liques sòlides, els dissenys especialitzats escalfen líquids de manera segura i eficaç quan s'especifiquen correctament. Entendre els requisits d'immersió evita els errors derivats d'una aplicació inadequada.
Els límits de densitat de watts per a l'escalfament de líquids varien dràsticament segons les propietats del fluid. Les solucions a base d'aigua i-aigua amb una bona convecció natural toleren 150-300 W/in² quan estan completament immerses. Els olis i líquids viscosos requereixen olis de màquines de reducció substancial fins a 18 W/in², olis vegetals fins a 30 W/in², olis de combustible pesats fins a 10 W/in². Aquests límits eviten el sobreescalfament de la pel·lícula superficial, la carbonització i la cocització que aïllen l'escalfador i causen fallades.
Les característiques del flux afecten de manera crítica el rendiment. El líquid estancat es basa en la convecció natural que pot resultar insuficient a altes densitats de watts. La circulació forçada, ja sigui mitjançant bombes, agitadors o disseny de flux intencionat, millora substancialment la transferència de calor i permet densitats de watts més altes. La velocitat d'1 peu per segon serveix com a mínim de disseny comú per a fluids viscosos.
Els requisits de profunditat d'immersió garanteixen un bon funcionament. Els escalfadors han de romandre completament submergits en tot moment-les seccions exposades es sobreescalfen a l'instant a l'aire. Els controls de nivell de líquid i els retalls de baix-nivell impedeixen la cocció en sec. Per a aplicacions de nivell variable, múltiples escalfadors a diferents elevacions o instal·lacions inclinables mantenen la cobertura a través dels rangs de nivell.
La compatibilitat dels materials evita la corrosió i la contaminació. L'acer inoxidable s'adapta a la majoria d'aplicacions d'aigua i productes químics suaus. El titani resisteix les solucions de clorur que ataquen l'acer. Els aliatges especialitzats manegen productes químics agressius. Les aplicacions alimentàries i farmacèutiques requereixen materials i acabats superficials que compleixin la-FDA.
La prevenció d'escala i dipòsits manté el rendiment. La precipitació mineral de l'aigua dura, la polimerització de fluids orgànics i l'acumulació de fangs aïllen les superfícies de l'escalfador. La neteja periòdica, el tractament de l'aigua o l'eliminació de fangs mantenen la transferència de calor. Algunes aplicacions especifiquen densitats de watts més baixes específicament per reduir les taxes de formació de dipòsits.
El segellat evita l'entrada d'humitat a l'aïllament intern alhora que permet l'expansió tèrmica. La construcció estàndard de cartutx amb segells d'extrem adequats s'adapta a moltes aplicacions d'immersió. Els escalfadors d'immersió especialitzats poden incorporar capes de segellat addicionals o compostos d'envasament per a entorns agressius.
Per als escalfadors de cartutxos de gran-diàmetre, les aplicacions d'immersió aprofiten la superfície substancial i la capacitat de potència. Un escalfador de 35 mm de diàmetre proporciona una àrea de transferència de calor important per a la seva mida física. Tanmateix, la potència absoluta més alta requereix una atenció especial als patrons de flux i la cobertura per evitar el sobreescalfament local.
Les classificacions de pressió són importants per als recipients segellats. Les beines de l'escalfador han de suportar la pressió interna del recipient més qualsevol esforç addicional de les restriccions d'expansió tèrmica. Es poden aplicar codis de recipients a pressió, que requereixen materials certificats, procediments de soldadura i proves.
Les diferents aplicacions d'escalfament líquid requereixen una anàlisi d'enginyeria personalitzada de les propietats del fluid, les condicions de flux, la compatibilitat dels materials i els requisits de seguretat per garantir un rendiment fiable de l'escalfador d'immersió.
