اعلی-واسکوسیٹی کیمیائی محلول کم-واسکوسیٹی حماموں سے ایک مختلف حرارتی مسئلہ پیدا کرتے ہیں۔ ہیٹر مطلوبہ برقی پیداوار تک پہنچ سکتا ہے، لیکن پھر بھی ٹینک درجہ حرارت کی سست بحالی یا ہیٹر کے علاقے اور باقی مائع کے درمیان درجہ حرارت کے مضبوط فرق کو ظاہر کر سکتا ہے۔
کے لیےPTFE وسرجن ہیٹر, viscosity متاثر کرتی ہے کہ حرارت کتنی موثر طریقے سے حرارتی سطح سے دور ہوتی ہے۔ ہیٹر کی طاقت، فعال سطح کا رقبہ، گردش، تنصیب کی پوزیشن، اور ٹینک جیومیٹری کو ایک ساتھ غور کرنے کی ضرورت ہے۔
کیوں Viscosity حرارتی کارکردگی کو تبدیل کرتی ہے۔
جب کوئی مائع زیادہ چپچپا ہو جاتا ہے تو اس کے بہاؤ کے خلاف مزاحمت بڑھ جاتی ہے۔ قدرتی نقل و حرکت کمزور ہو سکتی ہے، جبکہ پمپوں یا ایگیٹیٹرز سے گردش بھی کم موثر ہو سکتی ہے۔
وسرجن ہیٹر سے حرارت کی منتقلی کو اس طرح آسان بنایا جا سکتا ہے:
Q=hAΔT
کہاںQگرمی کی منتقلی ہے،hمؤثر حرارت-منتقلی قابلیت ہے،Aفعال حرارتی علاقہ ہے، اورΔTحرارتی سطح اور ارد گرد کے مائع کے درمیان درجہ حرارت کا فرق ہے۔
جب ہیٹر کے ارد گرد مائع کی نقل و حرکت محدود ہو،hکم کر سکتے ہیں. پھر اسی مقدار میں حرارت کی منتقلی کے لیے مزید درجہ حرارت کا فرق درکار ہو سکتا ہے۔
ہائی واسکاسیٹی ہیٹر کے ارد گرد ایک گرم پرت بنا سکتی ہے۔
ایک اعلی-واسکوسیٹی محلول ہیٹر کی سطح سے آہستہ آہستہ دور ہو سکتا ہے۔
اس لیے ہیٹر کے ارد گرد موجود مائع بلک محلول سے کافی حد تک گرم ہو سکتا ہے۔
اس سے دو مسائل پیدا ہوتے ہیں۔
پہلا درجہ حرارت کی غیر-یکسانیت ہے۔ دوسرا ہیٹر کی سطح پر تھرمل لوڈنگ میں اضافہ ہے۔
ہیٹر سے دور نصب ٹینک کا سینسر ہدف سے نیچے درجہ حرارت دکھانا جاری رکھ سکتا ہے حالانکہ حرارتی سطح کے ارد گرد موجود مائع پہلے سے زیادہ گرم ہے۔
صرف ہیٹر کی طاقت میں اضافہ اس حالت کو مزید سنگین بنا سکتا ہے۔
حرارتی سطح کا علاقہ زیادہ اہم ہو جاتا ہے۔
اوسط حرارتی سطح کی حرارت کے بہاؤ کا اندازہ اس سے لگایا جا سکتا ہے:
q = P/A
کہاںPبرقی طاقت ہے اورAایک فعال حرارتی علاقہ ہے۔
ایک مثالی 10 کلو واٹ حرارتی ضرورت پر غور کریں:
| کنفیگریشن | طاقت | فعال حرارتی علاقہ | گرمی کا اوسط بہاؤ |
|---|---|---|---|
| کومپیکٹ ہیٹر | 10 کلو واٹ | 0.50 m² | 20 kW/m² |
| درمیانہ-ایریا ہیٹر | 10 کلو واٹ | 0.80 m² | 12.5 kW/m² |
| تقسیم شدہ ہیٹر | 10 کلو واٹ | 1.20 m² | 8.3 kW/m² |
یہ اعداد و شمار مثالی حسابات ہیں، نہ کہ عالمگیر قابل اجازت PTFE آپریٹنگ اقدار۔
فعال رقبہ میں اضافہ ایک ہی برقی طاقت کو ایک بڑی سطح پر تقسیم کر سکتا ہے۔ آیا یہ عمل کی اصل کارکردگی کو بہتر بناتا ہے اس کا انحصار گردش، کیمیائی خصوصیات، ہیٹر جیومیٹری، اور ٹینک کے طول و عرض پر ہے۔
درجہ حرارت کی تبدیلیاں Viscosity کو متاثر کر سکتی ہیں۔
درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ بہت سے کیمیائی مائعات کم چپچپا ہو جاتے ہیں۔
یہ آغاز کے دوران ایک اہم متحرک تخلیق کرتا ہے۔
حرارت کے آغاز میں، حل نسبتا viscous ہو سکتا ہے اور گردش غریب ہو سکتا ہے. جیسے جیسے درجہ حرارت بڑھتا ہے، ویسکوسیٹی کم ہو سکتی ہے اور سیال کی نقل و حرکت بہتر ہو سکتی ہے۔
اس لیے حرارتی نظام آغاز اور مستحکم{0}}ریاست کے آپریشن کے دوران مختلف طریقے سے برتاؤ کر سکتا ہے۔
ایک ہیٹر جس کا سائز صرف مستحکم-ریاست کی حالت سے ہے وہ ناکافی اسٹارٹ اپ کارکردگی فراہم کر سکتا ہے اگر ابتدائی viscosity کافی زیادہ ہو۔
مکینیکل سرکولیشن کو سیال سے ملنے کی ضرورت ہے۔
ہائی-واسکوسیٹی سلوشنز کے لیے، ٹینک کے ذریعے حرارت کو منتقل کرنے کے لیے مکینیکل گردش ضروری ہو سکتی ہے۔
تاہم، صرف برائے نام پمپ کی گنجائش موثر حرارت کی منتقلی کی ضمانت نہیں دیتی۔
بہاؤ کا راستہ ہیٹنگ زون تک پہنچنا چاہیے اور گرم مائع کو ٹینک کے ٹھنڈے حصوں کی طرف لے جانا چاہیے۔
ایک گردشی نظام جو ہیٹر کو نظرانداز کرتا ہے اس میں مجموعی طور پر بہاؤ کی شرح زیادہ ہو سکتی ہے جبکہ اب بھی کمزور مقامی حرارت کی منتقلی پیدا ہوتی ہے۔
ایجیٹیٹر پوزیشن، پمپ انلیٹ، ڈسچارج لوکیشن، اندرونی پائپنگ، اور ہیٹر کی جگہ کا تعین اس لیے ایک مکمل سسٹم کے طور پر کیا جانا چاہیے۔
ہیٹر کی پوزیشن جمود والے علاقوں کو کم کر سکتی ہے۔
ایک کونے میں یا ٹینک کی دیوار کے قریب نصب ہیٹر کمزور مائع کا تبادلہ کر سکتا ہے۔
چپچپا حل کے لئے، یہ مسئلہ زیادہ واضح کیا جا سکتا ہے.
فعال حرارتی سطح کو مثالی طور پر اس جگہ پر رکھا جانا چاہیے جہاں گردش متعدد سمتوں سے ہیٹر تک پہنچتی ہے یا جہاں عمل کے بہاؤ کو ہیٹنگ زون میں جان بوجھ کر ہدایت کی جاتی ہے۔
ٹینک کے نیچے اور دیواروں سے کلیئرنس بھی تلچھٹ، ذخائر، اور دیکھ بھال تک رسائی کا حساب رکھتی ہے۔
حرارتی وقت کا اندازہ سیال کی خصوصیات سے لگایا جا سکتا ہے۔
فرض کریں کہ ایک مثالی ٹینک میں 2.8 kJ/(kg·K) کی مخصوص حرارت کی گنجائش کے ساتھ 600 کلو گرام ہائی-واسکوسیٹی کیمیائی محلول موجود ہے۔ درجہ حرارت میں مطلوبہ اضافہ 40 ڈگری ہے۔
سمجھدار حرارتی توانائی یہ ہے:
Q=mcΔT
Q=600 × 2.8 × 40=67,200 kJ
یہ تقریباً 18.7 kWh کے برابر ہے۔
12 کلو واٹ کے ہیٹر کے ساتھ، مثالی سمجھدار-ہیٹنگ کا وقت تقریباً ہوگا:
18.7 ÷ 12=1.56 گھنٹے
اصل حرارتی وقت ٹینک کی گرمی کے نقصان، پائپنگ، بخارات، ورک پیس لوڈنگ، اور دیگر تھرمل اثرات کی وجہ سے زیادہ ہو گا۔
مثال سے یہ بھی پتہ چلتا ہے کہ ہیٹر کے انتخاب میں پانی کی خصوصیات کو ماننے کے بجائے کیمیائی محلول کی اصل مخصوص حرارت کی صلاحیت کو کیوں استعمال کرنا چاہیے۔
پاور اصل حرارت-منتقلی کی حالت سے مماثل ہونی چاہیے۔
ہائی-واسکوسیٹی حمام کے لیے، ضرورت سے زیادہ طاقت والے ہیٹر کا انتخاب ایک مشکل تھرمل ماحول پیدا کر سکتا ہے۔
توازن قائم کرنے کا ایک بہتر طریقہ ہے:
مطلوبہ حرارتی شرح
فعال حرارتی علاقہ
گرمی کا اوسط بہاؤ
گردش کی صلاحیت
غسل viscosity
آپریٹنگ درجہ حرارت
ٹینک جیومیٹری
درجہ حرارت کی یکسانیت کی ضرورت
مقصد صرف زیادہ سے زیادہ حرارتی طاقت نہیں ہے۔ مفید ہدف ضرورت سے زیادہ مقامی تھرمل ارتکاز کے بغیر کافی گرمی کی منتقلی ہے۔
پروکیورمنٹ میں کون سی معلومات شامل کی جانی چاہیے؟
ایک اعلی-واسکوسیٹی کیمیکل ایپلی کیشن کو فراہم کرنا چاہئے:
کیمیائی ساخت
ابتدائی درجہ حرارت پر واسکعثاٹی
آپریٹنگ درجہ حرارت پر واسکعثاٹی
مخصوص حرارت کی گنجائش
کثافت
ہدف کا درجہ حرارت
حرارتی وقت کی ضرورت ہے۔
ٹینک کے طول و عرض
گردش کا طریقہ
کم سے کم مائع کی سطح
ہیٹر پاور کی ضرورت ہے۔
دستیاب بجلی کی فراہمی
یہ معلومات ایک کی اجازت دیتی ہے۔PTFE وسرجن ہیٹرسادہ پانی پر مبنی مفروضے کے بجائے اصل سیال رویے کے ارد گرد ڈیزائن کیا جائے۔
خاص طور پر چپکنے والے حل، محدود گردش، گہرے ٹینک، یا بڑے ہیٹنگ بوجھ کے لیے، حسب ضرورت حرارتی سطح کا علاقہ اور ہیٹر جیومیٹری بہتر تھرمل تقسیم فراہم کر سکتی ہے۔ حتمی ترتیب کو پورے کیمیائی ٹینک میں مستحکم حرارت حاصل کرنے کے لیے حرارت کے بہاؤ، گردش، وسرجن کی گہرائی، اور عمل کے درجہ حرارت میں توازن رکھنا چاہیے۔
