Pabrik penyelesaian logam perlu mengukur pemanas imersi PTFE pengganti untuk tangki anodisasi asam kromat berukuran 2.000-liter. Pemandian beroperasi pada suhu 55 derajat, dan pabrik memerlukan waktu pemanasan empat jam dari 20 derajat. Pemanas yang ada berukuran terlalu kecil, dan tangki tidak pernah mencapai tekanan yang dikehendaki selama produksi puncak. Tim pemeliharaan perlu menghitung daya yang benar sebelum memesan pengganti.
Mengukur pemanas imersi PTFE untuk tangki asam kromat memerlukan tiga perhitungan: beban-pemanasan, beban pemeliharaan, dan luas permukaan yang diperlukan untuk kepadatan watt yang aman. Setiap perhitungan bergantung pada bahan kimia bak mandi, dimensi tangki, dan kondisi pengoperasian.
Langkah 1: Hitung Panas-Beban Naik
Beban pemanasan{0}}adalah energi yang diperlukan untuk menaikkan wadah dari suhu sekitar ke titik yang dikehendaki dalam waktu yang diinginkan. Rumusnya adalah: kW=(liter × ΔT × Cp × massa jenis) / (3600 × jam).
Untuk rendaman asam kromat 2.000-liter dengan kepadatan 1.150 kg/m³ dan panas jenis 3,75 kJ/kg·K, pemanasan dari 20 derajat ke 55 derajat dalam empat jam memerlukan sekitar 23 kW. Menambahkan 20% untuk kerugian selama pemanasan menghasilkan 28 kW.
| Volume Tangki | Kenaikan Suhu | Pemanasan-Waktunya Aktif | Panaskan-Muat | Dengan Margin Kerugian 20%. |
|---|---|---|---|---|
| 1,000 L | 35 derajat | 4 jam | 11,5kW | 14kW |
| 1,500 L | 35 derajat | 4 jam | 17,2kW | 21kW |
| 2,000 L | 35 derajat | 4 jam | 23,0kW | 28kW |
| 2,500 L | 35 derajat | 4 jam | 28,7kW | 34kW |
| 3,000 L | 35 derajat | 4 jam | 34,5kW | 41kW |
Beban panas{0}}untuk rendaman asam kromat pada 1.150 kg/m³ dan 3,75 kJ/kg·K
Langkah 2: Hitung Beban Pemeliharaan
Beban pemeliharaan adalah energi yang diperlukan untuk mempertahankan setpoint terhadap kerugian yang berkelanjutan. Untuk tangki 2.000 liter pada suhu 55 derajat, kerugian dinding adalah 1,5–2,5 kW, kerugian permukaan adalah 0,8–1,5 kW, dan beban produksi adalah 1–3 kW. Total beban pemeliharaan adalah 3,3–7,0 kW.
Pemanas harus berukuran lebih besar-beban pemanasan atau beban pemeliharaan. Untuk tangki ini, beban pemanasan-sebesar 28 kW lebih besar.
Langkah 3: Hitung Luas Permukaan yang Dibutuhkan
Luas permukaan tergantung pada watt dan kepadatan watt yang aman untuk asam kromat. Untuk pemanas perendaman PTFE dalam asam kromat pada suhu 55 derajat, kepadatan watt yang aman adalah 1,0–1,2 W/cm².
Untuk tugas 28 kW pada 1,0 W/cm², luas permukaan yang dibutuhkan adalah 28.000 cm². Sebuah pemanas lurus tunggal dengan diameter selubung 50 mm memerlukan panjang pemanasan 17.834 mm-jauh lebih panjang dibandingkan tangki normal mana pun. Diperlukan konfigurasi multi-pass atau beberapa pemanas.
| Watt | Kepadatan Watt yang Aman | Luas Permukaan yang Diperlukan | Panjang yang Dipanaskan pada Selubung 50 mm | Konfigurasi Multi-Lulus |
|---|---|---|---|---|
| 15kW | 1,0 W/cm² | 15.000cm² | 9.554mm | 6 lintasan × 1,592 mm |
| 20kW | 1,0 W/cm² | 20.000 cm² | 12.739mm | 8 lintasan × 1,592 mm |
| 25kW | 1,0 W/cm² | 25.000cm² | 15.924 mm | 10 lintasan × 1,592 mm |
| 28kW | 1,0 W/cm² | 28.000cm² | 17.834mm | 12 lintasan × 1.486 mm |
| 30kW | 1,0 W/cm² | 30.000 cm² | 19,108mm | 12 lintasan × 1,592 mm |
Persyaratan luas permukaan dan konfigurasi multi-lintasan untuk asam kromat pada 1,0 W/cm²
Langkah 4: Verifikasi Kedalaman Perendaman dan Kesesuaian Tangki
Pemanas harus sesuai dengan tangki dan tetap terendam sepenuhnya pada tingkat cairan minimum. Tangki berukuran 2.000{12}}liter berukuran 1.500 × 1.200 × 1.100 mm memiliki panjang pemanas yang dapat digunakan sekitar 800–900 mm. Pemanas multi-lintasan dengan 12 lintasan masing-masing 1.486 mm tidak dapat ditampung dalam satu tangki.
Solusi praktisnya adalah dengan menggunakan beberapa pemanas yang didistribusikan di sekeliling tangki. Tiga pemanas, masing-masing dengan daya 10 kW pada 1,0 W/cm², menghasilkan total 30 kW. Setiap pemanas memiliki konfigurasi multi-lintasan yang sesuai dengan ruang yang tersedia.
Langkah 5: Verifikasi Kepadatan Watt dan Suhu Permukaan
Kepadatan watt dihitung dari total watt dan total luas permukaan. Untuk 28 kW dan 28.000 cm², kerapatan wattnya adalah 1,0 W/cm². Pada 1,0 W/cm² dalam rendaman asam kromat yang diaduk sedang pada suhu 55 derajat, suhu permukaan kira-kira 75–80 derajat. Itu berada dalam kisaran aman untuk PTFE.
Jika suhu permukaan yang dihitung melebihi 85 derajat, kepadatan watt harus dikurangi, dan luas permukaan ditingkatkan.
Ketika Pemanas Standar Tidak Dapat Memenuhi Persyaratan Daya dan Luas Permukaan
Tangki asam kromat yang besar dengan beban pemanasan{0}}yang tinggi sering kali tidak dapat mengakomodasi pemanas celup PTFE standar dengan kepadatan watt rendah yang dibutuhkan oleh bahan kimia. Konfigurasi pemanas imersi PTFE khusus dengan beberapa pemanas, luas permukaan besar, dan kepadatan watt rendah mengatasi akar penyebab ketidaksesuaian daya dan luas permukaan. Proses spesifikasi memerlukan volume tangki, bahan kimia penangas, suhu pengoperasian, target waktu pemanasan, dan watt yang diperlukan. Untuk fasilitas dengan tangki asam kromat besar, pendekatan khusus aplikasi ini memastikan pemanas menghasilkan daya yang diperlukan pada suhu permukaan yang aman.
