Нагрев рабочей жидкости в промышленных ваннах с применением сухого ТЭНа

Промышленная ванна для молочной промышленности
Рис. 1 Промышленная ванна для
молочной промышленности

Многие технологические процессы в пищевой, химической и парфюмерно-косметической промышленности должны происходить при высокой температуре. Соответственно, многие модели промышленных ванн оснащены средствами нагрева рабочих жидкостей, находящихся в ваннах, или же предполагается нагрев ванн извне.

Нагрев рабочей жидкости в промышленных ваннах может осуществляться различными способами – с применением дизельного топлива, газа, горячей воды, пара или электрической энергии. Нагрев с помощью горячей воды или пара неэкономичен, поэтому в последние годы этот способ нагрева практически не используется. А применение дизельного топлива и газа для нагрева жидкости в ваннах в ряде случаев оказывается неудобным, поскольку требует соответствующих технических средств для организации подвода, сгорания топлива и отведения продуктов сгорания.

Поэтому на практике наиболее широко применяется электрический способ нагрева рабочей жидкости в промышленных ваннах. Электронагрев промышленных ванн чаще всего осуществляется с помощью ТЭНов (трубчатых электронагревателей). Существует два способа нагрева ванн ТЭНами. Первый способ предполагает непосредственное погружение ТЭНа в нагреваемую жидкость. При этом, поскольку ТЭН контактирует с этой жидкостью, то материал поверхности ТЭНа должен быть устойчив к ее воздействию. Второй способ предполагает размещение нагревательного элемента в так называемый «стакан», позволяющий избежать непосредственного контакта рабочей жидкости с нагревательным элементом. Тепло при этом передается нагреваемой жидкости через стенки «стакана», выполненные из металла или другого материала, устойчивого к воздействию рабочей жидкости. ТЭНы, не контактирующие с нагреваемой жидкостью, получили название сухие ТЭНы(Рис.2).

Сухой ТЭН в металлическом стакане
Рис.2 Сухой ТЭН

Преимущества сухих ТЭНов очевидны. Во-первых, такие ТЭНы могут использоваться для нагрева самых различных жидкостей, вплоть до весьма агрессивных, таких как щелочи и кислоты. Во-вторых, сухой ТЭН можно легко и быстро заменять – даже когда промышленная ванна наполнена жидкостью. В случае же ТЭНа, погружаемого в жидкость, его замена представляет собой большую проблему. Ведь для начала потребуется выпустить жидкость, часто немалого объема, из ванны, только после этого ТЭН можно заменить. И, наконец, необходимо снова заполнить ванну рабочей жидкостью. Ну а если жидкость является опасным для человека химическим веществом, то все эти действия должны производиться со строгим соблюдением техники безопасности.

Рис. 3: Эскиз сухого ТЭНа

Сухой ТЭН состоит из круглых керамических элементов (рис. 3), соединенных между собой по оси. Количество этих элементов может быть различным в зависимости от мощности, длины и диаметра нагревателя. Керамические элементы прикреплены к фланцу, к которому присоединены провода электропитания. Внутри каждого керамического элемента имеется нагревательная спираль, изготовленная из высококачественного сплава. Диаметр проволоки для спирали выбирается исходя из требуемой мощности, размера сухого ТЭНа и напряжения.

Между керамическими нагревательными элементами иногда вставляются керамические элементы без нагревательной спирали, образуя так называемые холодные зоны. Благодаря холодным зонам достигается неравномерное распределение тепла по длине сухого ТЭНа. Так, например, в одних частях нагревателя температура может быть 500 °С, а в других – 200 °С. Дело в том, что внешняя поверхность ванны, контактируя с холодным (по отношению к горячей рабочей жидкости) воздухом, охлаждается, в результате чего жидкость, находящаяся вблизи краев ванны, нагревается гораздо хуже в сравнении с жидкостью в центре ванны. Поэтому и температура нагревателя должна быть выше у краев ванны, чем в центре. Таким образом, использование холодных зон повышает управляемость процесса нагрева.

Ванна с ТЭНами

Рис. 4: Размещение сухого ТЭНа в промышленной ванне

Стальные «стаканы», в которые помещают сухие ТЭНы, крепят к внутренним стенкам промышленной ванны, предварительно проделав в ней отверстия, через которые ТЭНы будут вставляться в «стаканы»(Рис.5). Подвод электрического тока к сухому ТЭНу осуществляется к выводам, представляющим собой болты, находящиеся в его торце.

Для применения в промышленных ваннах мы рекомендуем:
Сухие тэны
Сухой тэн – это нагреватель, который помещается внутрь термопарогильз (термопарагильза – металлическая трубка, закрытая с одного конца и приваренная или прикрученная к емкости, содержащей воздух или жидкость). Цилиндрические керамические тэны идеально подходят для нагрева всевозможных жидкостей и газов.



Остались вопросы?

Заполните форму и мы ответим на все вопросы: