तरल तापन अनुप्रयोगों में कार्ट्रिज हीटर - सिस्टम के माध्यम से विसर्जन और प्रवाह
जबकि कार्ट्रिज हीटर आमतौर पर ठोस धातु गुहाओं से जुड़े होते हैं, इनका उपयोग तरल पदार्थों को गर्म करने के लिए भी व्यापक रूप से किया जाता है। औद्योगिक भागों के वॉशर से लेकर प्रयोगशाला जल स्नान से लेकर खाद्य प्रसंस्करण उपकरण तक, विसर्जन अनुप्रयोग कार्ट्रिज हीटर पर अद्वितीय मांग रखते हैं। हीटर को संक्षारण का विरोध करते हुए, संदूषण को रोकते हुए, और सुरक्षित परिचालन स्थितियों को बनाए रखते हुए गर्मी को तरल पदार्थ में कुशलतापूर्वक स्थानांतरित करना चाहिए।
विसर्जन अनुप्रयोगों में आम तौर पर थर्मोवेल में या सीधे तरल में डाला गया एक कार्ट्रिज हीटर शामिल होता है। थर्मोवेल हीटर को संक्षारक या अपघर्षक तरल पदार्थों के सीधे संपर्क से बचाता है जबकि गर्मी को दीवार के माध्यम से स्थानांतरित करने की अनुमति देता है। उन अनुप्रयोगों के लिए जहां हीटर सीधे डूबा हुआ है, म्यान सामग्री तरल पदार्थ के साथ संगत होनी चाहिए। स्टेनलेस स्टील 316 पानी और हल्के रसायनों के लिए आम है। Incoloy® को आक्रामक रसायनों या उच्च तापमान वाले तरल पदार्थों के लिए प्राथमिकता दी जाती है। खाद्य अनुप्रयोगों के लिए, आवरण को स्वच्छता मानकों को पूरा करना चाहिए और साफ करना आसान होना चाहिए।
विसर्जन अनुप्रयोगों में वाट घनत्व ठोस धातु अनुप्रयोगों की तुलना में कम रखा जाना चाहिए। धातुओं की तुलना में तरल पदार्थों में कम तापीय चालकता होती है, और यदि वाट घनत्व बहुत अधिक है तो स्थानीय उबलना हो सकता है। उबालने से वाष्प की एक परत बन जाती है जो हीटर को इन्सुलेशन प्रदान करती है, जिससे म्यान का तापमान बढ़ जाता है। यह घटना, जिसे फिल्म उबलना के रूप में जाना जाता है, एक हीटर को मिनटों में नष्ट कर सकती है। जल विसर्जन के लिए सुरक्षित वाट घनत्व आम तौर पर 5 से 10 वाट प्रति वर्ग सेंटीमीटर है। उन तेलों के लिए, जिनकी तापीय चालकता और भी कम है, सुरक्षित सीमा 3 से 5 वाट प्रति वर्ग सेंटीमीटर है।
फ़्लो-थ्रू सिस्टम चुनौतियों का एक और सेट पेश करते हैं। इन अनुप्रयोगों में, कार्ट्रिज हीटर को एक पाइप या मैनिफोल्ड में स्थापित किया जाता है, और तरल इसके माध्यम से बहता है। गतिमान तरल पदार्थ गर्मी हस्तांतरण में सुधार करता है, जिससे स्थैतिक विसर्जन की तुलना में अधिक वाट घनत्व की अनुमति मिलती है। लेकिन प्रवाह भिन्नताएँ समस्याएँ पैदा कर सकती हैं। यदि हीटर चालू होने पर प्रवाह रुक जाता है, तो आसपास का तरल स्थिर हो सकता है और ज़्यादा गरम हो सकता है। उच्च-सीमा सुरक्षा वाले फ़्लो स्विच या तापमान सेंसर आवश्यक सुरक्षा सुविधाएँ हैं।
विसर्जन हीटरों की समाप्ति को नमी और छींटों से बचाया जाना चाहिए। यहां तक कि सीसा निकास में प्रवेश करने वाले तरल की थोड़ी मात्रा भी एमजीओ इन्सुलेशन में प्रवेश कर सकती है, जिससे शॉर्ट सर्किट हो सकता है। विसर्जन अनुप्रयोगों के लिए हीटरों में सीलबंद समाप्ति होनी चाहिए, अक्सर पॉटिंग कंपाउंड या मोल्डेड रबर बूट के साथ। लीड को परिवेश के तापमान और मौजूद किसी भी रसायन के लिए रेट किया जाना चाहिए। ऐसे अनुप्रयोगों में जहां हीटर को तरल स्तर से ऊपर रखा जाता है, तरल को समाप्ति में नीचे जाने से रोकने के लिए लीड को ऊपर की ओर ले जाया जा सकता है।
अनुभव से पता चलता है कि तरल तापन में स्केल और फाउलिंग आम समस्याएं हैं। कठोर जल हीटर की सतह पर खनिज जमा छोड़ देता है। ये जमा इन्सुलेशन के रूप में कार्य करते हैं, गर्मी हस्तांतरण को कम करते हैं और हीटर को अधिक गर्म करते हैं। अंततः, अधिक गर्म होने के कारण हीटर विफल हो जाता है। स्केल बिल्डअप को रोकने के लिए नियमित सफाई या जल उपचार आवश्यक है। उच्च स्केलिंग क्षमता वाले अनुप्रयोगों में, पॉलिश शीथ वाले या नॉन-स्टिक कोटिंग वाले हीटर जमा संचय का विरोध करते हैं।
कारतूस हीटर के साथ तरल पदार्थ को गर्म करने वाली सुविधाओं के लिए, विश्वसनीयता की कुंजी हीटर को तरल पदार्थ और प्रवाह की स्थिति से मेल खाना है। एक हीटर जो बहते पानी की व्यवस्था में अच्छा काम करता है वह रुके हुए तेल टैंक में विफल हो सकता है। सही म्यान सामग्री का चयन करना, वाट घनत्व को नियंत्रित करना, समाप्ति की रक्षा करना, और पैमाने की निगरानी करना सभी लंबे हीटर जीवन में योगदान करते हैं। जब इन कारकों को ठीक से प्रबंधित किया जाता है, तो कार्ट्रिज हीटर तरल हीटिंग अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए कुशल, विश्वसनीय गर्मी प्रदान करते हैं।
