Prekratak uranjajući grijač ne uspijeva ravnomjerno raspodijeliti toplinu; onaj koji je predugačak izložen riziku tokom normalnih fluktuacija nivoa. Ispravna dužina grijača je jednostavan, ali kritičan faktor u postizanju pouzdanog i sigurnog rada. Kod PTFE uranjajućih grejača, odnos između dubine rezervoara, nivoa tečnosti i dužine grejača direktno utiče na termičke performanse i životni vek opreme. Grejač odgovarajuće veličine ostaje potpuno potopljen u svim uslovima rada, sprečavajući suvo pečenje i osiguravajući ravnomeran prenos toplote.
Razumijevanje grijane dužine u odnosu na ukupnu dužinu
Zagrijana dužina PTFE uranjajućeg grijača odnosi se na dio omotača koji sadrži žicu unutrašnjeg otpora i aktivno stvara toplinu. Ukupna dužina uključuje dodatne hladne dijelove na vrhu gdje se nalaze električni priključci, zaptivke i prirubnice za montažu. Zagrijana dužina je uvijek kraća od ukupne dužine. Prilikom određivanja dužine PTFE grijača, samo grijani dio se uzima u obzir za zahtjeve za uranjanje. Hladna zona se može proširiti iznad površine tečnosti bez opasnosti od pregrijavanja.
Smjernica za temeljno potapanje
Osnovno pravilo za svaki uranjajući grijač je da cijeli zagrijani dio mora uvijek ostati potopljen. Za PTFE grijače dodaje se sigurnosna margina: idealno, 50 do 100 milimetara tekućine treba pokriti vrh grijane zone. Ova margina uzima u obzir normalno isparavanje, djelovanje valova zbog miješanja ili pomicanja dijela i postepeni pad nivoa tekućine između dopunjavanja kupke. Bez ove margine, privremene fluktuacije nivoa mogu otkriti vrh zagrijanog omotača, što dovodi do lokaliziranog pregrijavanja i eventualne degradacije PTFE.
Na osnovu prakse na terenu, minimalna preporučena dubina uranjanja iznad grijane zone je 50 mm za mirne,-dobro kontrolirane kupke i 100 mm za miješane ili velike-cisterne gdje je prskanje uobičajeno.
Kako izmjeriti i izračunati potrebnu grijanu dužinu
Sljedeća metoda -po-korak se koristi za određivanje tačne grijane dužine za pravi vertikalni PTFE grijač montiran sa vrha rezervoara.
Korak 1 – Identifikujte minimalni nivo radne tečnosti. Ovo je najniža visina tečnosti koja se očekuje tokom normalne proizvodnje, a ne nivo punog rezervoara. Kontrole nivoa ili naočare pružaju ove informacije. Ako nije instalirana kontrola nivoa, minimalni nivo je tipično 50-100 mm iznad dna rezervoara kako bi se izbegao unos sedimenta.
Korak 2 – Oduzmite željeni razmak od dna rezervoara. Vrh grijača ne smije dodirivati dno rezervoara. Preporučuje se razmak od 50 do 100 mm kako bi se izbjeglo zarobljavanje krhotina i omogućila prirodna konvekcija. Ovaj razmak se dodaje mjerenju minimalnog nivoa tečnosti.
Korak 3 – Izračunajte maksimalnu dozvoljenu dužinu grijanja. Zagrijana dužina mora biti manja od udaljenosti od tačke montaže (gornja prirubnica ili preko-bočne kuke) do minimalnog nivoa tečnosti, minus margina uranjanja od 50–100 mm. U formi formule:
Maksimalna zagrijana dužina=(Minimalna dubina nivoa tečnosti) – (Marina uranjanja) – (Razmak od dna)
Na primjer, rezervoar sa minimalnim nivoom tečnosti od 800 mm od gornje montažne prirubnice, željenom marginom uranjanja od 75 mm i donjim zazorom od 50 mm daje maksimalnu grejanu dužinu od 675 mm. Navedeni grijač treba imati grijanu dužinu od 650–675 mm.
Korak 4 – Provjerite u odnosu na standardne dužine proizvođača. Standardni PTFE grijači se proizvode u fiksnim grijanim dužinama. Odabire se najbliža dostupna dužina koja je jednaka ili malo kraća od izračunatog maksimuma. Nešto kraće je uvijek sigurnije nego duže.
Posebni slučajevi: L-bočni grijači u obliku slova i iznad{1}}-bočnih grijača
Za PTFE grijače u obliku slova L-, metoda mjerenja se razlikuje jer je grijani dio djelimično okomit, a djelimično horizontalan. Kritična dimenzija je vertikalna dužina noge od tačke montaže (preko-preko-bočne kuke ili bočne prirubnice) do horizontalne krivine. Ova vertikalna noga mora biti potpuno potopljena, sa 50-100 mm tečnosti iznad krivine. Horizontalna noga automatski se nalazi blizu dna rezervoara. Prilikom odabira dužine PTFE grijača za konfiguracije u obliku L-, specificira se vertikalna dužina kraka, a ne ukupna grijana dužina.
Za grijače postavljene preko--bočno, nivo tekućine se mjeri od ruba rezervoara na koji se grijač zakači. Zagrijana dužina mora biti dovoljno kratka da vrh ne dodiruje dno (razmak od 50 mm) i dovoljno duga da vrh grijane zone bude najmanje 50 mm ispod minimalnog nivoa tekućine. Preko-bočni-bočni grijači su posebno osjetljivi na padove nivoa jer je visina montaže fiksirana za obod.
Zajedničko pravilo palca
Uobičajeno pravilo sugerira da za ravne vertikalne grijače, zagrijana dužina ne smije prelaziti 80% dubine rezervoara mjerene od gornje prirubnice za montažu do dna rezervoara. Ovo ostavlja 10% za dno i 10% za marginu potapanja. Međutim, ovo pravilo pretpostavlja konstantno pun rezervoar. Za rezervoare sa značajnom varijacijom nivoa, margina se mora povećati ili instalirati niski-granični nivo.
Tablica za donošenje odluka
Tabela ispod daje preporučene dužine grijanja za uobičajene dubine rezervoara, uz pretpostavku da je gornji-montiran pravi vertikalni grijač, minimalni nivo tečnosti 100 mm iznad dna rezervoara, margina uranjanja od 75 mm i razmak od dna od 50 mm.
Važnost kontrole nivoa tečnosti Korisno je uzeti u obzir da čak ni najpažljivije odabrana dužina grejača ne može da nadoknadi loše upravljanje nivoom. Pečenje na suho zbog neadekvatnog potapanja je vodeći uzrok kvara PTFE grijača. Kada je PTFE omotač izložen zraku dok je pod naponom, površinske temperature mogu porasti znatno iznad 110°C, uzrokujući topljenje, stvaranje mjehura ili električne kratke spojeve. Stoga se toplo-isključci niskog nivoa ili plivajući prekidači preporučuju. Ovi uređaji onemogućuju grijač kad god nivo tečnosti padne ispod bezbedne tačke uranjanja. Za automatizovane vodove, blokada između senzora nivoa i kontaktora grejača je standardna praksa. Zaključak Ispravna dužina grejača sprečava suvo pečenje i obezbeđuje ravnomerno zagrevanje držeći ceo zagrejani deo PTFE omotača potopljenim u svim uslovima rada. Osnovna smjernica zahtijeva marginu uranjanja od 50-100 mm iznad grijane zone, razmak dna od 50-100 mm i precizno mjerenje od minimalnog nivoa radne tekućine. Grijači u obliku slova L{14} i iznad{15}}-bočni grijači zahtijevaju odvojene proračune dužine na osnovu dubine vertikalne noge. Pravilno dimenzioniranje je dio kompletnog dizajna sistema grijanja spremnika, koji također uključuje kontrolu nivoa tečnosti, odgovarajuću gustinu u vatima i redovno održavanje. Prateći ove principe odabira dužine, postiže se pouzdan i siguran rad PTFE grijača tokom mnogo godina rada.
