گہرے عمل کے ٹینک اتلی کیمیائی حماموں سے ایک مختلف تھرمل مسئلہ پیدا کرتے ہیں۔ اوپری مائع کی تہہ ہدف کے درجہ حرارت تک پہنچ سکتی ہے جب کہ نچلا علاقہ ٹھنڈا رہتا ہے، خاص طور پر جب گردش کمزور ہو یا ہیٹنگ زون ایک پوزیشن کے قریب مرتکز ہو۔
A PTFE وسرجن ہیٹرایک گہرے ٹینک میں نصب اس لیے پورے تھرمل گردشی نظام کے حصے کے طور پر غور کرنے کی ضرورت ہے۔ ہیٹر کی لمبائی، تنصیب کی گہرائی، بجلی کی تقسیم، مائع کی نقل و حرکت، اور درجہ حرارت-سینسر کی پوزیشن سبھی درجہ حرارت کے استحکام کو متاثر کرتے ہیں۔
گہرے ٹینک درجہ حرارت میں فرق کیوں پیدا کرتے ہیں۔
جب ہیٹر قریبی مائع کا درجہ حرارت بڑھاتا ہے، تو قدرتی نقل و حرکت گرم مائع کو اوپر کی طرف لے جا سکتی ہے جبکہ ٹھنڈا مائع نیچے کی طرف بڑھتا ہے۔
یہ طریقہ کار مفید گردش فراہم کر سکتا ہے، لیکن اس کی تاثیر سیال کی کثافت، چپکنے والی، درجہ حرارت کے فرق، ٹینک جیومیٹری، اور ہیٹر کی پوزیشن پر منحصر ہے۔
محدود گردش کے ساتھ گہرے ٹینک میں، عمودی فاصلہ اتنا بڑا ہو سکتا ہے کہ درجہ حرارت کے اہم فرق بالائی اور زیریں علاقوں کے درمیان برقرار رہے۔
سطح کے قریب ایک درجہ حرارت سینسر اس وجہ سے ہدف کے درجہ حرارت کی نشاندہی کر سکتا ہے جبکہ نچلا عمل کا زون تصریح سے نیچے رہتا ہے۔
ہیٹر کی لمبائی ہیٹنگ زون کا تعین کرتی ہے۔
ایک مختصر ہیٹر تھرمل ان پٹ کو ایک خطے میں مرکوز کرتا ہے۔
ایک طویلPTFE وسرجن ہیٹرزیادہ عمودی فاصلے پر حرارتی نظام تقسیم کر سکتا ہے، بشرطیکہ فعال ہیٹنگ سیکشن مناسب طریقے سے ڈوبا رہے۔
مقصد صرف ہیٹر کو لمبا کرنا نہیں ہے۔ فعال حرارتی علاقہ ٹینک کے اس حصے کے مطابق ہونا چاہئے جس میں تھرمل کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے۔
مثال کے طور پر، ایک گہرا ٹینک جس میں زیادہ تر اونچائی پر عمل کا بوجھ ہوتا ہے، طویل تقسیم شدہ ہیٹنگ زون سے فائدہ اٹھا سکتا ہے۔ ایک ٹینک جہاں صرف نچلے حصے میں فعال عمل مائع ہوتا ہے ایک مختلف انتظام کی ضرورت ہوسکتی ہے۔
بجلی کی تقسیم کے معاملات
اوسط حرارتی سطح کی حرارت کے بہاؤ کا اندازہ اس کا استعمال کرتے ہوئے لگایا جا سکتا ہے:
q = P/A
کہاںPبرقی حرارتی طاقت ہے اورAایک فعال حرارتی علاقہ ہے۔
ایک مثالی 12 کلو واٹ کی ضرورت پر غور کریں:
| کنفیگریشن | طاقت | فعال حرارتی علاقہ | گرمی کا اوسط بہاؤ |
|---|---|---|---|
| مختصر مرتکز زون | 12 کلو واٹ | 0.60 m² | 20 kW/m² |
| طویل تقسیم شدہ زون | 12 کلو واٹ | 1.20 m² | 10 kW/m² |
| دو تقسیم شدہ زون | 12 کلو واٹ | 1.20 m² | 10 kW/m² |
اعداد و شمار مثالی ہیں اور عالمگیر آپریٹنگ حدود کی نمائندگی نہیں کرتے ہیں۔
فعال رقبہ میں اضافہ ایک بڑی سطح پر اسی کل طاقت کو تقسیم کر سکتا ہے۔ آیا یہ بہتر کارکردگی پیدا کرتا ہے اس کا انحصار مائع کی گردش اور اصل ٹینک جیومیٹری پر ہے۔
گردش اس بات کا تعین کرتی ہے کہ آیا حرارت اوپری ٹینک تک پہنچتی ہے۔
ایک گہرے ٹینک کو عمل کے حجم کے ذریعے حرارت کو منتقل کرنے کے لیے ایک موثر طریقہ کار کی ضرورت ہوتی ہے۔
قدرتی نقل و حرکت کچھ کم-واسکوسیٹی سلوشنز کے لیے کافی ہو سکتی ہے، لیکن مکینیکل گردش زیادہ متوقع اختلاط فراہم کر سکتی ہے۔
پمپ ڈسچارج کا مقام اہم ہے۔ ایک گردشی نظام جو مائع کو افقی طور پر حرکت دیتا ہے اگر حرارتی زون کو نیچے رکھا جائے تو عمودی درجہ حرارت کے فرق کو ختم نہیں کر سکتا۔
اس لیے آلات کے ڈیزائن کے دوران ہیٹر کے مقام اور بہاؤ کی سمت کے امتزاج کا جائزہ لیا جانا چاہیے۔
درجہ حرارت سینسر کی پوزیشن کنٹرول کے استحکام کو متاثر کر سکتی ہے۔
ایک سینسر شاذ و نادر ہی کسی گہرے پروسیس ٹینک میں ہر نقطہ کی نمائندگی کرتا ہے۔
ایک آسان مثال پر غور کریں:
زیریں حرارتی زون: 68 ڈگری
درمیانی ٹینک: 62 ڈگری
اوپری ٹینک: 58 ڈگری
کنٹرولر سیٹ پوائنٹ: 60 ڈگری
اگر سینسر اوپری علاقے میں واقع ہے، تو ہیٹر کام جاری رکھ سکتا ہے حالانکہ نچلا زون کافی زیادہ گرم ہے۔
اگر سینسر کو ہیٹر کے قریب رکھا جاتا ہے، تو کنٹرولر اوپری ٹینک کے مطلوبہ درجہ حرارت تک پہنچنے سے پہلے ہیٹنگ کو بند کر سکتا ہے۔
کمیشننگ کے دوران درجہ حرارت کی نقشہ سازی سب سے زیادہ نمائندہ پیمائش کے مقام کی شناخت کر سکتی ہے۔
کم از کم مائع کی سطح کی وضاحت ہونی چاہیے۔
گہرے ٹینک لوڈنگ، ڈریننگ، بخارات، اور کیمیائی بھرتی کے دوران کافی سطحی تبدیلیوں کا تجربہ کر سکتے ہیں۔
فعال ہیٹنگ زون کو عام آپریٹنگ حالات میں مطلوبہ وسرجن رینج کے اندر رہنا چاہیے۔
ایک عملی ڈیزائن قائم کرنا چاہئے:
زیادہ سے زیادہ مائع کی سطح → عام آپریٹنگ سطح → کم از کم مائع کی سطح
کم از کم سطح ایکٹو ہیٹنگ سیکشن اور پروٹیکشن سسٹم کے ساتھ ہم آہنگ ہونی چاہیے۔
سطح کا پتہ لگانا اور زیادہ درجہ حرارت کا آزادانہ تحفظ اضافی تحفظات فراہم کر سکتا ہے جہاں عمل کے حالات ان کا جواز پیش کرتے ہیں۔
گہرے ٹینک کے لیے حرارتی وقت کا تخمینہ لگانا
فرض کریں کہ ایک گہرے پروسیس ٹینک میں 1,200 کلوگرام محلول ہے۔ 3.6 kJ/(kg·K) کی مثالی مخصوص حرارت کی گنجائش کا استعمال کرتے ہوئے، درجہ حرارت میں مطلوبہ اضافہ 25 ڈگری ہے۔
سمجھدار حرارتی توانائی یہ ہے:
Q=mcΔT
Q=1,200 × 3.6 × 25=108,000 kJ
یہ تقریباً 30 kWh کے برابر ہے۔
15 کلو واٹ ہیٹر کے ساتھ، مثالی سمجھدار-ہیٹنگ کا وقت یہ ہوگا:
30 ÷ 15=2 گھنٹے
ٹینک-دیوار کے نقصانات، سطح کے بخارات، پائپنگ، ورک پیس لوڈنگ، اور دیگر تھرمل نقصانات کی وجہ سے ہیٹنگ کا اصل وقت زیادہ ہوگا۔
حساب سے یہ معلوم کرنے میں مدد ملتی ہے کہ آیا مطلوبہ ہیٹر پاور مطلوبہ آغاز یا بحالی کے وقت کے مطابق ہے۔
متعدد ہیٹنگ زونز کنٹرول کو بہتر بنا سکتے ہیں۔
بہت گہرے ٹینکوں کے لیے، کئی آزادانہ طور پر کنٹرول کیا جاتا ہے۔PTFE وسرجن ہیٹرزونز ایک مسلسل متحرک حرارتی حصے سے زیادہ لچک فراہم کر سکتے ہیں۔
الگ الگ زونز تھرمل ان پٹ کو ٹینک کے مختلف علاقوں سے ملانے یا گرمی کے غیر مساوی نقصانات کی تلافی میں مدد کر سکتے ہیں۔
تاہم، ایک سے زیادہ زونز کو مزید برقی کنٹرول اور درجہ حرارت کی نگرانی کی بھی ضرورت ہوتی ہے۔ اضافی پیچیدگی کو عمل کے تھرمل رویے کی طرف سے جائز قرار دیا جانا چاہئے.
گہرے عمل کے ٹینکوں کے لیے انتخاب کا ڈیٹا
مکمل تفصیلات میں شامل ہونا چاہئے:
ٹینک کی گہرائی اور قطر
عام اور کم سے کم مائع کی سطح
حرارتی طاقت کی ضرورت ہے۔
ہدف درجہ حرارت اور قابل اجازت تغیر
کیمیائی ارتکاز
مائع viscosity
گردش کا طریقہ
ہیٹر فعال لمبائی
ہیٹر لگانے کی پوزیشن
درجہ حرارت-سینسر کے مقامات
بجلی کی فراہمی
آپریٹنگ سائیکل
اس لیے گہرے ٹینک میں درجہ حرارت کو برقرار رکھنا صرف ہیٹر واٹج میں اضافے کا معاملہ نہیں ہے۔ ایک موزوںPTFE وسرجن ہیٹرحرارتی سطح کو ضرور رکھیں جہاں مناسب گردش اور محفوظ وسرجن گہرائی کو برقرار رکھتے ہوئے حرارت کو مؤثر طریقے سے عمل کے مائع میں منتقل کیا جا سکے۔
گہرے، تنگ، یا تھرمل طور پر غیر-یکساں ٹینکوں کے لیے، حسب ضرورت ہیٹر کی لمبائی اور ملٹی-زون کے انتظامات کو اصل مائع کی سطح، گردش پیٹرن، حرارتی بوجھ، اور تنصیب کی دستیاب جگہ کے ارد گرد تیار کیا جا سکتا ہے۔
