Els tancs químics llargs de PCB sovint s'enfronten a un problema familiar: la temperatura prop de la zona de calefacció és estable, mentre que l'extrem oposat es manté notablement més fresc. La potència de calefacció total pot ser que ja sigui suficient, però la uniformitat de la temperatura segueix sent pobre. En aquesta situació,longitud de la placa de calefaccióes converteix en un paràmetre de disseny important.
La pregunta clau no és només quant de temps es pot fer la placa, sinó quanta longitud de calefacció activa pot funcionar de manera eficaç amb el patró de circulació del dipòsit.
Les plaques de calefacció més llargues distribueixen l'entrada tèrmica
Per a un sistema de calefacció resistiu, el flux de calor mitjà es pot estimar com:
q = P / A
on P és la potència de calefacció i A és l'àrea de calefacció activa.
Si una placa calefactora de 4 kW proporciona 0,16 m² d'àrea activa, el flux de calor mitjà és d'aproximadament 25 kW/m².
Augmentar l'àrea activa a 0,20 m² redueix el flux de calor mitjà a uns 20 kW/m² mentre es manté la mateixa potència total.
Per al processament continu de PCB, aquesta distribució més àmplia pot ajudar a reduir la càrrega tèrmica concentrada.
La longitud del dipòsit ha de guiar la longitud de l'escalfador
Un dipòsit de procés llarg amb una placa de calefacció curta pot crear una gran distància entre la font de calor i la zona de processament més llunyana.
Aleshores, la calor ha de viatjar a través del líquid per convecció o circulació forçada.
Si la circulació és feble, les diferències de temperatura es fan més notables.
Una placa de calefacció més llarga pot distribuir l'entrada tèrmica al llarg de la direcció del procés, reduint la dependència del transport de calor a llarga{0}}distància.
No obstant això, la longitud de la calefacció activa ha de romandre compatible amb l'estructura del dipòsit i el moviment del líquid.
| Condició del dipòsit | Longitud de la placa calefactora | Efecte esperat | Preocupació principal |
|---|---|---|---|
| Tanc curt | Compacte | Calefacció concentrada | Major flux de calor local |
| Tanc-de longitud mitjana | Moderat | Distribució equilibrada | Límits generals d'instal·lació |
| Tanc llarg amb circulació forta | Estesa | Àmplia cobertura de calor | Càrrega elèctrica |
| Tanc llarg amb circulació feble | Estesa o distribuïda | Millor cobertura | El flux continua sent crític |
La taula proporciona una guia general d'enginyeria en lloc d'estàndards de dimensions fixes.
La circulació determina la longitud útil
La transferència de calor es pot simplificar com:
Q=hAΔT
L'augment de l'àrea d'escalfament augmenta A, però el coeficient del costat líquid-h encara depèn molt de la circulació.
És possible que una placa calefactora llarga col·locada dins d'una regió{0}}de baix flux no funcioni com s'esperava.
En equips de processament de PCB, la ubicació de la bomba, el flux de retorn, els bastidors de peces de treball i les particions del tanc poden canviar significativament el moviment local del líquid.
Per tant, la longitud de la placa de calefacció s'ha de considerar juntament amb la disposició hidràulica real.
Les plaques de calefacció de PTFE necessiten una distribució uniforme de la calor
El PTFE s'utilitza àmpliament per a la calefacció química a causa de la seva resistència química i propietats d'aïllament elèctric.
La seva conductivitat tèrmica relativament baixa fa que la disposició de l'-element de calefacció intern sigui important.
Si una placa de calefacció de PTFE llarga conté circuits de resistència distribuïts de manera desigual, algunes seccions poden funcionar amb una càrrega tèrmica més elevada.
El resultat pot ser una temperatura superficial desigual tot i que la temperatura general del bany sembla acceptable.
Un circuit de calefacció ben distribuït ajuda a aprofitar millor la longitud activa disponible.
Una longitud excessiva pot crear zones mortes
Una placa de calefacció més llarga pot arribar a ser contraproduent quan les seves seccions extrems estan a prop de les parets del dipòsit, desguassos, cantonades o accessoris de producció.
El moviment de líquids al voltant d'aquestes seccions pot estar restringit.
L'àrea física afegida contribueix llavors a una transferència de calor menys efectiva.
És per això que la durada de calefacció utilitzable s'ha de basar en laàrea de contacte líquid-eficaç, no només les dimensions globals de l'estructura de PTFE.
Els bastidors de PCB poden canviar el patró tèrmic
Els bastidors de producció sovint ocupen una part substancial del dipòsit.
Poden interrompre la circulació i dividir el líquid en regions tèrmiques separades.
Una placa de calefacció situada darrere d'un bastidor dens pot rebre un intercanvi de líquid deficient.
Estendre l'escalfador més darrere del bastidor no millora necessàriament la uniformitat de la temperatura.
La posició del bastidor s'ha d'incloure a l'hora de determinar la longitud de calefacció activa.
La durada de la calefacció també afecta el manteniment
Les plaques de calefacció més llargues poden reduir el nombre de components de calefacció separats necessaris.
Menys components poden simplificar el cablejat i el manteniment.
Tanmateix, una única placa molt llarga també pot crear una unitat de reemplaçament individual més gran.
Per a la producció contínua, l'accés al manteniment s'ha de considerar, per tant, juntament amb el rendiment tèrmic.
Un disseny que proporciona una distribució de calor excel·lent però requereix un desmuntatge extens del tanc per substituir-lo pot augmentar el temps d'inactivitat.
Els nivells de líquids variables requereixen una atenció addicional
Els tancs de processament de PCB poden funcionar amb diferents nivells de líquid durant la producció o el manteniment.
Si una part d'una llarga placa de calefacció queda exposada, l'ambient tèrmic canvia immediatament.
La secció exposada ja no rep el mateix efecte de refredament de la solució química.
Per tant, la protecció de baix-nivell és important quan la regió de calefacció activa depèn d'una immersió completa.
El mapa de temperatura revela la longitud correcta
Les mesures de temperatura s'han de prendre en diversos punts al llarg del dipòsit i no només a prop del sensor del controlador.
Si l'extrem llunyà es manté constantment més fresc, pot ser útil ampliar l'àrea de calefacció activa.
Si les diferències de temperatura segueixen el patró de circulació, la millora del moviment del líquid pot produir una millora més gran que l'augment de la longitud de l'escalfador.
Aquesta senzilla distinció pot evitar augments innecessaris de la capacitat elèctrica.
Eviteu seleccionar la longitud només a partir de les dimensions del tanc
Un dipòsit de 2 metres no requereix automàticament una placa de calefacció de 2 metres.
La durada efectiva de l'escalfament depèn del requisit d'energia, l'amplada activa, el flux de líquid, la càrrega de producció, el nivell de treball i la variació de temperatura permesa.
Una placa més curta en una ruta de circulació forta pot superar una placa-de llargada completa en líquid estancat.
Selecció pràctica de la longitud de la placa de calefacció
Per al processament continu de productes químics de PCB, la longitud de la placa de calefacció ha de proporcionar una cobertura tèrmica suficient alhora que es manté la circulació del líquid i l'espai lliure d'instal·lació.
Les superfícies actives esteses poden reduir la concentració de calor i escurçar la distància entre la font de calor i les zones de procés més fredes. No obstant això, una longitud excessiva proporciona un benefici limitat quan les regions finals tenen una mala circulació.
Per a plaques de calefacció personalitzades, s'han d'avaluar conjuntament la longitud del dipòsit, el nivell de líquid de treball, les dimensions del bastidor, la direcció del flux, la potència requerida, l'amplada activa, la temperatura de funcionament i la tolerància a la temperatura. L'adaptació de la longitud de la placa de calefacció a la disposició real del procés pot millorar la uniformitat de la temperatura sense dependre d'una potència de calefacció excessiva.
