L'obstacle de la barra d'autobusos
Els dipòsits de galvanoplastia contenen barres de càtode-conductors pesats de coure o alumini que transporten el corrent del rectificador a les peces de treball. Aquestes barres de bus corren al llarg de la vora del dipòsit, a través de l'amplada del dipòsit en ponts de suport o al llarg de les parets del dipòsit. Ocupen un espai d'instal·lació principal per a un intercanviador de calor. No es poden moure sense una important reconstrucció elèctrica. Porten centenars o milers d'amperes, creant camps magnètics forts i requereixen una separació elèctrica estricta dels objectes connectats a terra.
La instal·lació d'una reixeta d'intercanviador de calor de PTFE rectangular estàndard en un dipòsit amb barres colectores existents sovint requereix acceptar una superfície de calefacció reduïda (tallant la graella curta de les barres colectores) o encaminar tubs al voltant dels obstacles. La solució preferida és l'encaminament personalitzat del tub-variar camins de tub individuals per navegar per les barres de bus mantenint l'espai entre tubs i la superfície total-.
Principis de disseny d'encaminament
El disseny de l'encaminament del tub segueix tres principis. En primer lloc, mantingueu la distància elèctrica: el PTFE és un excel·lent aïllant elèctric, però la canonada de vapor i condensat connectada a l'intercanviador de calor és metàl·lica i posada a terra. Els tubs de PTFE han de proporcionar una distància de fuga suficient entre les barres conductores actives i el component metàl·lic connectat a terra més proper. La distància de fuga mínima depèn de la tensió de la barra de bus i de l'entorn, però els 50-100 mm són típics per als rectificadors de placa de baixa tensió.
En segon lloc, preservar l'espai entre tubs: l'encaminament al voltant dels obstacles no hauria de crear zones de tubs ben compactats (que restringirien el flux) o tubs molt espaiats (que crearien punts freds). L'objectiu del disseny és mantenir l'espai entre tubs de disseny-a-tub tan a prop com sigui possible al llarg del paquet, desviant-se només quan sigui necessari per superar els obstacles.
En tercer lloc, eviteu els punts baixos en el drenatge de condensats: qualsevol tub que hagi de submergir-se per sota de l'elevació del capçal de condensat principal per passar per sota d'una barra de bus crea una trampa potencial de condensats. L'encaminament hauria de mantenir un pendent descendent continu cap a la capçalera de condensats o proporcionar un drenatge dedicat en qualsevol punt baix inevitable.
| Paràmetre de disseny d'encaminament | Especificació |
|---|---|
| Espai lliure elèctric (barra de bus al metall connectat a terra més proper) | 50-100 mm (depenent de la tensió) |
| PTFE rigidesa dielèctrica | 18-24 kV/mm (supera amb escreix el requisit) |
| Radi de flexió del tub mínim | 25 × tub OD (estàndard) |
| Longitud màxima del tub addicional per a l'encaminament d'obstacles | +20% (més enllà del camí-de línia recta) |
| Necessitat de drenatge de condensats | Pendent descendent continu; sense punts baixos intermedis |
| Modificació de la placa de suport | Forats addicionals per a tubs encaminats; geometria de placa personalitzada |
Els patrons de ruta
Tres patrons d'encaminament aborden les configuracions habituals de la barra de bus. Per a les barres de bus que passen per la vora del dipòsit per sobre del nivell del líquid, els tubs de l'intercanviador de calor simplement s'acaben per sota de l'elevació de la barra de bus. Les capçaleres es col·loquen fora de la zona de la barra de bus. La longitud del tub es redueix lleugerament, cosa que es compensa augmentant el nombre de tubs per mantenir la superfície total.
Per a les barres de bus que creuen el dipòsit en ponts de suport aeri, els tubs passen per sota dels ponts. La distància vertical sota el pont determina l'elevació màxima del tub. Si el pont és baix, és possible que els tubs de la zona del pont s'hagin d'encastar cap avall, creant un perfil de paquet escalonat. El pas no afecta significativament la uniformitat de l'escalfament si és gradual.
Per a les barres de bus que funcionen verticalment al llarg de la paret del dipòsit, la reixeta del tub es desplaça de la paret per proporcionar espai lliure. El desplaçament crea un buit entre la reixeta i la paret, que es pot omplir amb tubs més curts addicionals per recuperar la superfície de calefacció a la bretxa.
La verificació tèrmica i hidràulica
L'encaminament personalitzat canvia la longitud del tub i el camí del flux. Cada tub-encaminat personalitzat s'ha de comprovar per a la distribució del flux de vapor. Un tub que és un 20% més llarg que els seus veïns té un 20% més de resistència al flux i rebrà menys vapor. El disseny de la capçalera compensa ajustant la mida de l'orifici d'entrada per a cada posició del tub, assegurant una distribució equilibrada del flux malgrat les diferents longituds del tub.
La superfície total de transferència de calor del paquet-personalitzat ha de complir l'obligació de disseny. El càlcul de la superfície té en compte les longituds reals del tub, no les dimensions nominals de la xarxa. Si l'encaminament redueix la superfície total, es compensa amb tubs addicionals o una empremta de paquet més gran.
Resum
L'encaminament personalitzat del tub permet la instal·lació de l'intercanviador de calor de PTFE en dipòsits amb barres de catòde existents sense traslladar la infraestructura elèctrica. L'encaminament manté la distància elèctrica a través de les propietats aïllants inherents del PTFE, preserva l'espai entre tubs per a la uniformitat tèrmica i garanteix el drenatge continu del condensat. La distribució del flux s'equilibra mitjançant l'orifici d'entrada del tub individual. El disseny recupera la superfície de calefacció que es perdria en una reixeta estàndard tallada a les barres de bus.
El suport d'enginyeria per al disseny de l'intercanviador de calor de navegació de barres bus està disponible quan s'envien les ubicacions i dimensions de la barra bus, la tensió de bus, la geometria del dipòsit, el servei de calefacció i les connexions de canonades existents.
