چگونه بخاری الکتریکی خط لوله عمودی دمای سیال مداوم را در طی عملیات سرعت جریان متغیر حفظ می کند؟

ویژگی اصلی که امکان پذیر است بخاری الکتریکی عمودی برای کنترل نرخ جریان مختلف بدون به خطر انداختن ثبات دما ، ادغام سیستم های کنترل هوشمند ، در درجه اول کنترل کننده های PID (متناسب-انتگرال-مشتق) است. این کنترل کننده ها با اندازه گیری مداوم دمای واقعی سیال و مقایسه آن با هدف تنظیم کاربر کار می کنند. بر اساس انحراف (یا خطا) ، سیستم PID قدرت تأمین شده را به عناصر گرمایش در زمان واقعی تنظیم می کند. در شرایط کم جریان ، بار گرمایش را برای جلوگیری از گرمای بیش از حد موضعی کاهش می دهد ، در حالی که در طول سناریوهای جریان بالا ، ورودی انرژی را برای حفظ انتقال حرارتی کافی افزایش می دهد. بر خلاف کنترل های ترموستاتیک ساده ، کنترل کننده های PID رفتار سیستم را با استفاده از الگوریتم های ریاضی ، اطمینان از انتقال صاف ، بازیابی سریعتر دما و نوسانات حرارتی به حداقل می رسانند. این حلقه بازخورد هوشمند در محیط های پویا که در آن نرخ جریان می تواند به طور ناگهانی یا دوره ای تغییر کند بسیار مهم است.

عملکرد هر سیستم کنترل حرارتی به شدت به دقت و قرار دادن سنسورهای دمای آن بستگی دارد. در بخاری های الکتریکی خط لوله عمودی ، RTD های درجه بالا (آشکارسازهای دمای مقاومت) یا ترموکوپل ها در نقاط استراتژیک-در خروجی سیال و گاهی در ورودی نصب می شوند. RTD ها به دلیل دقت و ثبات برتر خود در محدوده دما گسترده شناخته شده اند و آنها را برای کاربردهای مهم فرآیند ایده آل می کنند. این سنسورها بازخورد حرارتی در زمان واقعی را به کنترل کننده ارائه می دهند. هنگامی که تغییر در سرعت جریان باعث تغییر در دمای خروجی می شود ، سیستم بلافاصله با تنظیم خروجی گرمایش پاسخ می دهد. هرچه این بازخورد سریعتر و دقیق تر ضبط و پردازش شود ، دمای خروجی سازگار تر است - حتی وقتی سرعت سیال متفاوت باشد.

برای افزایش بیشتر پاسخگویی ، بسیاری از بخاری های الکتریکی خط لوله عمودی با عناصر گرمایش چند منطقه یا مدولار ساخته شده اند. این طرح ظرفیت کل قدرت را به چندین منطقه کنترل شده مستقل تقسیم می کند. بسته به تقاضای حرارتی ، هر منطقه را می توان روشن یا خاموش کرد ، یا با شدت های مختلف کار کرد. در شرایط کم جریان ، تنها بخشی از مناطق برای جلوگیری از جبران بیش از حد فعال می شوند. با افزایش جریان ، مناطق اضافی برای تحقق بار حرارتی بالاتر درگیر می شوند. این توان مقیاس پذیر مانع از مصرف انرژی غیر ضروری می شود و تاخیر حرارتی را به حداقل می رساند. گرمایش مبتنی بر منطقه همچنین افزونگی را ارائه می دهد. در صورت عدم موفقیت یک منطقه ، دیگران می توانند به طور موقت جبران کنند و دمای خروجی پایدار را حفظ کنند.

یکی دیگر از مزیت های بخاری برقی خط لوله عمودی در طراحی جرم حرارتی کم آنها نهفته است. عناصر گرمایشی برای دستیابی و تنظیم سریع دما و بدون حفظ گرمای بیش از حد ، مهندسی شده اند. این پاسخگویی سریع تضمین می کند که هرگونه تغییر در سرعت جریان منجر به غلبه بر دمای تنظیم نمی شود ، که این یک مشکل شایع در سیستم هایی با بی تحرک حرارتی بالا است. با به حداقل رساندن احتباس گرما در اجزای اصلی بخاری ، سیستم می تواند خروجی خود را سریعتر و دقیق تر تنظیم کند. این ویژگی به ویژه در کاربردهایی که خواص سیال نسبت به تغییرات دما حساس است ، مانند فرآیندهای شیمیایی دارویی یا ریز ، بسیار مهم است.

جهت گیری عمودی این بخاری ها ، همراه با پیکربندی مستقیم از طریق جریان ، با اجازه دادن مایعات به طور مساوی از طریق عناصر گرمایش ، راندمان حرارتی را افزایش می دهد. این طرح تضمین می کند که تمام بخش های مایع هنگام حرکت از طریق واحد ، گرمایش یکنواخت را دریافت می کنند. جریان عمودی همچنین در همرفت طبیعی کمک می کند و احتمال طبقه بندی حرارتی یا مناطق راکد را کاهش می دهد ، که در غیر این صورت می تواند باعث گرمایش ناهموار شود. نصب عمودی اغلب با هندسه های خط لوله موجود در امکانات صنعتی بهتر می شود و ادغام نرم تر با سیستم های جریان موجود را ترویج می کند. از آنجا که مایع به طور یکنواخت با سطوح گرم شده تعامل دارد ، سیستم می تواند دمای خروجی مداوم را حتی در صورت نوسان سرعت جریان حفظ کند. $ $