ایک کیمیکل پلانٹ نے ایک جیسے ٹینکوں کے لیے دو PTFE وسرجن ہیٹر کا آرڈر دیا۔ ایک کے پاس 1.5 ملی میٹر PTFE میان تھا۔ دوسرے میں 2.5 ملی میٹر میان تھی۔ دونوں کو ایک ہی واٹج اور وولٹیج کے لیے درجہ بندی کیا گیا تھا۔ اٹھارہ مہینوں کے بعد، پتلا میان والا ہیٹر اب بھی اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کر رہا تھا۔ موٹا-چپ والا ہیٹر فیل ہو گیا تھا-پرمیشن سے نہیں، بلکہ مقامی حد سے زیادہ گرم ہونے سے۔ موٹی میان نے سطح کے درجہ حرارت کو انحطاط کی حد میں دھکیلنے کے لیے کافی تھرمل مزاحمت کا اضافہ کیا تھا۔
میان کی موٹائی PTFE وسرجن ہیٹر کی تفصیلات میں سب سے زیادہ نتیجہ خیز فیصلوں میں سے ایک ہے، اور سب سے کم سمجھے جانے والے فیصلوں میں سے ایک ہے۔ ایک موٹی میان ایک لمبا راستہ اور بہتر مکینیکل استحکام فراہم کرتی ہے۔ لیکن یہ تھرمل مزاحمت بھی شامل کرتا ہے، کسی بھی واٹ کثافت کے لیے سطح کا درجہ حرارت بڑھاتا ہے۔ محفوظ واٹ کی کثافت میان کی موٹائی پر منحصر ہے۔
PTFE میان کی تھرمل مزاحمت
عمل کے سیال تک پہنچنے سے پہلے حرارت کو PTFE میان کو عبور کرنا چاہیے۔ میان کی تھرمل مزاحمت اس کی موٹائی کے متناسب ہے اور اس کی تھرمل چالکتا کے الٹا متناسب ہے۔ PTFE کے لیے 0.25 W/m·K پر، 1.5 ملی میٹر میان 1.0 W/cm² پر درجہ حرارت میں تقریباً 6 ڈگری کمی کا اضافہ کرتا ہے۔ ایک 2.5 ملی میٹر میان تقریباً 10 ڈگری کا اضافہ کرتی ہے۔ ایک 3.5 ملی میٹر میان تقریباً 14 ڈگری کا اضافہ کرتی ہے۔
درجہ حرارت کے یہ قطرے سطح پر محرک ڈراپ میں اضافہ کرتے ہیں اور فلر اور دھاتی میان کے اندرونی قطروں میں اضافہ کرتے ہیں۔ مجموعی سطح-سے-بلک گیپ پولیمر کے اصل آپریٹنگ درجہ حرارت کا تعین کرتا ہے۔
| میان کی موٹائی | تھرمل مزاحمت | سطح ΔT 1.0 W/cm² پر | سطح ΔT 1.5 W/cm² پر | رشتہ دار پارمیشن پاتھ |
|---|---|---|---|---|
| 1.0 ملی میٹر | کم | 4 ڈگری | 6 ڈگری | مختصر |
| 1.5 ملی میٹر | اعتدال پسند | 6 ڈگری | 9 ڈگری | اعتدال پسند |
| 2.0 ملی میٹر | اعتدال پسند - اعلی | 8 ڈگری | 12 ڈگری | لمبی |
| 2.5 ملی میٹر | اعلی | 10 ڈگری | 15 ڈگری | لمبا |
| 3.0 ملی میٹر | بہت اعلیٰ | 12 ڈگری | 18 ڈگری | سب سے طویل |
عام پی ٹی ایف ای میان کی موٹائی کے لیے تھرمل مزاحمت اور پارمیشن کا راستہ
سیف واٹ کی کثافت کیوں کم ہوتی ہے کیونکہ میان کی موٹائی بڑھ جاتی ہے۔
محفوظ واٹ کثافت واٹ کی کثافت ہے جو سطح کے درجہ حرارت کو پولیمر کے لیے محفوظ حد کے اندر رکھتی ہے۔ جیسے جیسے میان کی موٹائی بڑھتی ہے، تھرمل مزاحمت بڑھ جاتی ہے، اس لیے کسی بھی واٹ کثافت کے لیے سطح کا درجہ حرارت بڑھ جاتا ہے۔ سطح کے درجہ حرارت کو محفوظ حد کے اندر رکھنے کے لیے، واٹ کی کثافت کو کم کرنا ضروری ہے۔
60 ڈگری پر غسل میں 1.5 ملی میٹر میان کے لیے، 1.4 W/cm² کی واٹ کثافت سطح کے درجہ حرارت کو 100 ڈگری سے کم رکھ سکتی ہے۔ اسی حمام میں 2.5 ملی میٹر میان کے لیے، محفوظ واٹ کی کثافت 1.0–1.2 W/cm² تک گر جاتی ہے۔ ایک ہی سطح کے درجہ حرارت کو حاصل کرنے کے لیے موٹی میان کو کم واٹ کثافت کی ضرورت ہوتی ہے۔
| میان کی موٹائی | سطح کے لیے زیادہ سے زیادہ واٹ کثافت<100°C | سطح کے لیے زیادہ سے زیادہ واٹ کثافت<110°C | سطح کے لیے زیادہ سے زیادہ واٹ کثافت<120°C |
|---|---|---|---|
| 1.0 ملی میٹر | 1.8 W/cm² | 2.0 W/cm² | 2.2 W/cm² |
| 1.5 ملی میٹر | 1.4 W/cm² | 1.6 W/cm² | 1.8 W/cm² |
| 2.0 ملی میٹر | 1.2 W/cm² | 1.4 W/cm² | 1.6 W/cm² |
| 2.5 ملی میٹر | 1.0 W/cm² | 1.2 W/cm² | 1.4 W/cm² |
| 3.0 ملی میٹر | 0.8 W/cm² | 1.0 W/cm² | 1.2 W/cm² |
مختلف میان کی موٹائیوں اور سطح کے درجہ حرارت کی حدوں کے لیے زیادہ سے زیادہ واٹ کثافت
پائیداری اور حرارت کی منتقلی کے درمیان تجارت-
ایک موٹی میان بہتر مکینیکل پائیداری اور لمبا گزرنے کا راستہ فراہم کرتی ہے۔ لیکن اس کے لیے کم واٹ کثافت کی بھی ضرورت ہوتی ہے، جس کا مطلب ہے کہ اسی واٹ کے لیے زیادہ سطح کا رقبہ۔ ہیٹر بڑا اور مہنگا ہو جاتا ہے۔
زیادہ سے زیادہ میان کی موٹائی درخواست پر منحصر ہے. ہلکی خدمت کے لیے، ایک پتلی میان (1.0–1.5 ملی میٹر) مناسب استحکام فراہم کرتی ہے اور زیادہ واٹ کثافت کی اجازت دیتی ہے۔ جارحانہ خدمت کے لیے، ایک موٹی میان (2.0–3.0 ملی میٹر) بہتر کیمیائی مزاحمت فراہم کرتی ہے لیکن اس کے لیے کم واٹ کی کثافت اور ایک بڑے ہیٹر کی ضرورت ہوتی ہے۔
| سروس کی حالت | تجویز کردہ میان کی موٹائی | زیادہ سے زیادہ واٹ کثافت | رشتہ دار ہیٹر کا سائز |
|---|---|---|---|
| معتدل،<60°C, clean fluids | 1.0–1.5 ملی میٹر | 1.4–1.8 W/cm² | کمپیکٹ |
| اعتدال پسند، 60-70 ڈگری | 1.5–2.0 ملی میٹر | 1.2–1.4 W/cm² | اعتدال پسند |
| جارحانہ، 70-80 ڈگری | 2.0–2.5 ملی میٹر | 1.0–1.2 W/cm² | بڑا |
| انتہائی جارحانہ، 80-90 ڈگری | 2.5–3.0 ملی میٹر | 0.8–1.0 W/cm² | سب سے بڑا |
| HF یا ہائی-ٹیمپ سروس | 3.0 ملی میٹر+ | 0.6–0.8 W/cm² | بہت بڑا |
خدمت کی حالت کے لحاظ سے میان کی موٹائی اور واٹ کثافت کی سفارشات
میان کی موٹائی کو واٹ کی کثافت سے ملانا
میان کی موٹائی اور واٹ کثافت کو ایک ساتھ منتخب کیا جانا چاہیے۔ اعلی واٹ کثافت کے ساتھ ایک موٹی میان سطح کا ناقابل قبول درجہ حرارت پیدا کرتی ہے۔ کم واٹ کی کثافت کے ساتھ ایک پتلی میان حرارتی طور پر موثر ہے لیکن جارحانہ کیمسٹری میں کافی حد تک پارمیشن مزاحمت فراہم نہیں کرسکتی ہے۔
عملی طریقہ یہ ہے کہ کیمسٹری اور درجہ حرارت کی بنیاد پر پہلے میان کی موٹائی کا انتخاب کریں، پھر واٹ کی کثافت کا انتخاب کریں جو سطح کے درجہ حرارت کو اس موٹائی کے لیے محفوظ حد کے اندر رکھتا ہے۔ 1.0 W/cm² پر ایک 2.5 ملی میٹر میان سطح کے اسی درجہ حرارت پر 1.5 ملی میٹر میان 1.4 W/cm² پر کام کر سکتی ہے، لیکن موٹی میان بہتر پارگمیشن مزاحمت اور مکینیکل استحکام فراہم کرتی ہے۔
جب معیاری موٹائیاں کافی نہیں ہیں۔
کچھ ایپلی کیشنز میں میان کی موٹائی یا واٹ کثافت کے امتزاج کی ضرورت ہوتی ہے جو معیاری ہیٹر پیش نہیں کرتے ہیں۔ بلند درجہ حرارت پر انتہائی جارحانہ کیمسٹری والے ٹینک کو 0.8 W/cm² پر 3.0 ملی میٹر میان کی ضرورت ہو سکتی ہے-ایک ایسا مجموعہ جس کے لیے سطح کے بڑے رقبے اور حسب ضرورت ترتیب کی ضرورت ہوتی ہے۔
اپنی مرضی کے مطابق PTFE وسرجن ہیٹر کی ترتیب میان کی موٹائی اور واٹ کی کثافت کو مخصوص ایپلی کیشن کے لیے بہتر بنانے کی اجازت دیتی ہے۔ تفصیلات کے عمل میں غسل کی کیمسٹری، آپریٹنگ درجہ حرارت، مکینیکل خطرے کے عوامل، اور مطلوبہ واٹج کی ضرورت ہوتی ہے۔ ڈیمانڈنگ ایپلی کیشنز کے ساتھ سہولیات کے لیے، یہ نقطہ نظر پائیداری اور حرارت کی منتقلی کو معیاری پروڈکٹ کے انتخاب سے زیادہ درست طریقے سے متوازن کرتا ہے۔
22
کون سا PTFE وسرجن ہیٹر کا سائز 400 ملی میٹر گہرے رینس ٹینک میں فٹ بیٹھتا ہے؟
پی سی بی کی دکان کو 400 ملی میٹر گہرے رینس ٹینک کے لیے متبادل PTFE وسرجن ہیٹر کی ضرورت تھی۔ ٹینک 900 ملی میٹر چوڑا اور 1,500 ملی میٹر لمبا تھا، جس کا کام کرنے کا حجم تقریباً 480 لیٹر تھا۔ موجودہ ہیٹر ایک معیاری سیدھا یونٹ تھا جو مائع لائن کے اوپر پھیلا ہوا تھا اور 11 ماہ کے بعد ناکام ہو گیا تھا۔ دیکھ بھال کرنے والی ٹیم کو ایک ہیٹر کی ضرورت تھی جو اتلی ٹینک میں فٹ ہو، مکمل وسرجن کو برقرار رکھے، اور محفوظ واٹ کثافت پر مطلوبہ واٹج فراہم کرے۔
اتلی ٹینک PTFE وسرجن ہیٹر کے لیے ایک مخصوص ڈیزائن چیلنج پیش کرتے ہیں۔ استعمال کے قابل ہیٹر کی اونچائی محدود ہے، اس لیے ہیٹر کو کم واٹ کثافت پر کافی سطح کا رقبہ فراہم کرنے کے لیے L-شکل یا U-شکل کا استعمال کرنا چاہیے۔
وسرجن گہرائی کی پابندی
400 ملی میٹر گہرا ٹینک 400 ملی میٹر قابل استعمال ہیٹر کی اونچائی فراہم نہیں کرتا ہے۔ ورک پیس کو ڈھانپنے کے لیے مائع کی سطح اتنی زیادہ ہونی چاہیے، اور ہیٹر کو کم سے کم مائع کی سطح پر پوری طرح ڈوبا رہنا چاہیے۔ عملی طور پر، 400 ملی میٹر گہرے ٹینک میں قابل استعمال گرم لمبائی 200-280 ملی میٹر ہے، یہ فری بورڈ اور سطح کے اتار چڑھاؤ پر منحصر ہے۔
250 ملی میٹر گرم لمبائی والا سیدھا ہیٹر 250 ملی میٹر گرم لمبائی فراہم کرتا ہے۔ 1.0 W/cm² پر 4 kW ڈیوٹی کے لیے، مطلوبہ سطح کا رقبہ 4,000 cm² ہے۔ 32 ملی میٹر میان قطر میں، سطح کا رقبہ تقریباً 100 cm² فی 100 ملی میٹر لمبائی ہے۔ 250 ملی میٹر گرم لمبائی صرف 250 cm² فراہم کرتی ہے-ضرورت سے بہت کم۔
| ٹینک کی گہرائی | قابل استعمال گرم لمبائی | سطح کا رقبہ 32 ملی میٹر میان پر | سطح کا رقبہ 50 ملی میٹر میان پر | 4,000 cm² کے لیے گرم لمبائی کی ضرورت ہے۔ |
|---|---|---|---|---|
| 300 ملی میٹر | 150-200 ملی میٹر | 150–200 cm² | 236–314 cm² | 2,000–2,667 ملی میٹر |
| 400 ملی میٹر | 200-280 ملی میٹر | 200–280 cm² | 314–440 cm² | 1,429–2,000 ملی میٹر |
| 500 ملی میٹر | 300-350 ملی میٹر | 300–350 cm² | 471–550 cm² | 1,143–1,333 ملی میٹر |
| 600 ملی میٹر | 350–450 ملی میٹر | 350–450 cm² | 550–707 cm² | 889–1,143 ملی میٹر |
1.0 W/cm² پر 4 کلو واٹ ڈیوٹی کے لیے گرم لمبائی اور سطح کے رقبے کی ضروریات
L-شکل یا U{1}}شکل ہیٹر کا حل
ایک L-شکل یا U-شکل کا PTFE وسرجن ہیٹر گرم عنصر کو موڑتا ہے تاکہ سطح کے زیادہ رقبے کو اتلی ٹینک میں فٹ کیا جا سکے۔ 250 ملی میٹر عمودی حصے اور 750 ملی میٹر افقی حصے کے ساتھ ایک عام L-شکل کا ہیٹر 1,000 ملی میٹر گرم لمبائی فراہم کرتا ہے-اسی ٹینک کی گہرائی میں سیدھے ہیٹر کی لمبائی سے چار گنا۔
32 ملی میٹر میان قطر میں، 1,000 ملی میٹر گرم لمبائی تقریباً 1,000 cm² سطح کے رقبے کو فراہم کرتی ہے۔ یہ اب بھی 1.0 W/cm² پر 4 kW ڈیوٹی کے لیے درکار 4,000 cm² سے کم ہے۔ ایک بڑے میان کا قطر یا ملٹی{11}}پاس ترتیب درکار ہے۔
| ہیٹر کی ترتیب | گرم لمبائی | سطح کا رقبہ 32 ملی میٹر | سطح کا رقبہ 50 ملی میٹر | 400 ملی میٹر ٹینک میں فٹ کریں۔ |
|---|---|---|---|---|
| سیدھا، 250 ملی میٹر | 250 ملی میٹر | 250 cm² | 393 cm² | ہاں، لیکن ناکافی رقبہ |
| L-شکل، 250 + 750 ملی میٹر | 1,000 ملی میٹر | 1,000 cm² | 1,571 cm² | جی ہاں |
| U-شکل، 250 + 500 + 250 ملی میٹر | 1,000 ملی میٹر | 1,000 cm² | 1,571 cm² | جی ہاں |
| ملٹی-پاس، 4 × 250 ملی میٹر | 1,000 ملی میٹر | 1,000 cm² | 1,571 cm² | جی ہاں |
| ملٹی-پاس، 8 × 250 ملی میٹر | 2,000 ملی میٹر | 2,000 cm² | 3,142 cm² | سخت فٹ |
400 ملی میٹر گہرے ٹینک کے لیے ہیٹر کی ترتیب
ٹینک میں ہیٹر لگانا
ہیٹر کو ورک پیس یا بہاؤ میں رکاوٹ پیدا کیے بغیر دستیاب جگہ میں فٹ ہونا چاہیے۔ 900 × 1,500 ملی میٹر کے ٹینک میں، ہیٹر کو ایک دیوار کے ساتھ لگایا جا سکتا ہے، جس سے ورک پیس کے ریک کے لیے مرکزی حجم باقی رہ جاتا ہے۔ ایک L-شکل کا ہیٹر جس میں 250 ملی میٹر عمودی حصے اور 750 ملی میٹر افقی سیکشن 1,500 ملی میٹر دیوار کے ساتھ فٹ بیٹھتا ہے۔
ہیٹر کو اس طرح رکھا جانا چاہیے کہ گرم حصہ کم از کم مائع کی سطح پر پوری طرح ڈوب جائے۔ 400 ملی میٹر گہرا ٹینک جس میں 320 ملی میٹر مائع کی سطح اور 80 ملی میٹر فری بورڈ 240 ملی میٹر قابل استعمال گہرائی فراہم کرتا ہے۔ ہیٹر کے گرم حصے کو ٹینک کے نچلے 200 ملی میٹر میں رکھا جانا چاہیے، گرم حصے کا اوپری حصہ کم از کم مائع کی سطح سے کم از کم 40 ملی میٹر نیچے ہونا چاہیے۔
بہاؤ اور درجہ حرارت کی یکسانیت
ایک اتلی ٹینک میں ایک L-شکل کا یا ملٹی-پاس ہیٹر بہاؤ شیڈونگ بنا سکتا ہے اگر پاس ایک دوسرے کے بہت قریب ہوں۔ گزرگاہوں کے درمیان سیال جمود کا شکار ہو سکتا ہے، گرمی کی منتقلی کو کم کر سکتا ہے اور گرم مقامات پیدا کر سکتا ہے۔ پاسوں کے درمیان فاصلہ کم از کم 30-40 ملی میٹر ہونا چاہیے تاکہ ان کے درمیان بہاؤ ہو سکے۔
اگر ٹینک میں گردشی پمپ ہے، تو ہیٹر کو اس طرح رکھا جانا چاہیے کہ بہاؤ پاسوں کے درمیان کے وقفوں سے گزر جائے۔ اگر ٹینک قدرتی نقل و حرکت پر انحصار کرتا ہے، تو ہیٹر کو اس طرح کھڑا کیا جانا چاہیے تاکہ بڑھتا ہوا تھرمل پلوم بغیر پھنسے باہر نکل سکے۔
| اسپیسنگ پاس کریں۔ | گزرنے کے درمیان بہاؤ | ہاٹ اسپاٹ رسک | تجویز کردہ درخواست |
|---|---|---|---|
| <20 mm | غریب | اعلی | سفارش نہیں کی جاتی |
| 20-30 ملی میٹر | اعتدال پسند | اعتدال پسند | صرف کم واٹ کثافت |
| 30-40 ملی میٹر | اچھا | کم | زیادہ تر ایپلی کیشنز |
| >40 ملی میٹر | بہترین | بہت کم | ہائی واٹ کثافت یا چپچپا سیال |
وقفہ کاری اور بہاؤ اور گرم جگہ کے خطرے پر اس کا اثر
جب معیاری ہیٹر ٹینک میں فٹ نہیں ہو سکتا
1.0 W/cm² پر 4 کلو واٹ ڈیوٹی کے ساتھ 400 ملی میٹر گہرے ٹینک کو ملٹی-پاس ہیٹر کی ضرورت ہوتی ہے جو معیاری مصنوعات کی لائنیں پیش نہیں کر سکتیں۔ L-شکل یا ملٹی-پاس ڈیزائن، 50 ملی میٹر میان قطر، اور 30–40 ملی میٹر پاس اسپیسنگ کے ساتھ ایک حسب ضرورت PTFE وسرجن ہیٹر کنفیگریشن جگہ کی رکاوٹ کی بنیادی وجہ کو بتاتی ہے۔ تصریح کے عمل کے لیے ٹینک کے طول و عرض، مائع کی سطح کی حد، مطلوبہ واٹج، غسل کیمسٹری، اور بہاؤ کے حالات کی ضرورت ہوتی ہے۔ اتلی ٹینکوں والی سہولیات کے لیے، یہ ایپلیکیشن{12}}مخصوص طریقہ دستیاب جگہ کے اندر مطلوبہ سطحی رقبہ فراہم کرتا ہے۔
