Hver eru leyfileg mörk yfirborðshitastigs fyrir títaníumdýfahitara þegar hituð er eldfimt leysi eins og tólúen (AIT 480 gráður)?

Leyfileg mörk fyrir yfirborðshitastig á títaníum hitara í eldfimum lífrænum leysi eins og tólúeni (sjálfkveikjuhitastig, AIT, 480 gráður), xýlen (AIT 465 gráður) eða hexan (AIT 225 gráður) er ekki AIT leysisins fyrir vinnsluverkfræðing. Fyrir staðbundna heita bletti, óhreinindi og tímabundna hitastig verður hitastig hitaslíðurs að vera mun undir AIT, venjulega 100–150 gráður. Tilvik kjarnasuðu eða filmusuðu ræðst einnig af suðumarki vökvans og wattaþéttleika hitara, en sá síðarnefndi veldur yfirborðshita miklu hærri en hitastig vökvans. Fyrir tólúen (bp. 110 gráðu, AIT 480 gráður) er hæsti ráðlagður yfirborðshiti fyrir títanslíður 250-300 gráður, 180-230 gráður undir AIT. Þessi takmörkun er sett til að tryggja að jafnvel við versta tilvik (fótsótt, lágt vökvastig eða stjórnbilun) nái yfirborðshiti ekki sjálfkveikjupunktinum.

Afleiða hitastigsmörk fyrir hitun eldfims leysis
Hámarks leyfilegt yfirborðshiti (T_max) títanhitara í eldfimum leysi er ákvarðað af þremur takmörkunum: sjálfkveikjuhitastigi (AIT) leysisins, suðumarki (T_boil) leysisins og mikilvægu hitaflæði (CHF) hitara fyrir kjarnasuðu. Helsta takmörkunin er AIT: Tmax Minna en eða jafnt AIT - 150 gráðu (lágmarksöryggismörk). Fyrir tólúen (AIT 480 gráður) gefur þetta 330 gráður. Önnur takmörkun er stöðugleiki kjarnasuðu; ef farið er yfir CHF, myndast kvikmyndasuðu, þar sem yfirborðshiti hækkar án takmarkana. Fyrir tólúen er CHF af stærðargráðunni 10–12 W/cm² á títaníum yfirborði. Ofurhitinn á yfirborði (ΔT yfir suðumarki) við 8–10 W/cm2 er ~30–50 gráður, með slíðurhitastig 140 til 160 gráður. Þetta er einstaklega örugg öryggismörk fyrir AIT á þessu stigi, 320-340C. En ef gróður eykur yfirborðsþol eða ef vökvastigið lækkar og hitarinn verður fyrir gufu, getur hitastig slíðunnar vaxið hratt.

Raunhæft efra svið 250–300 gráður er málamiðlun sem gerir ráð fyrir tímabundnum ferðum án tafarlausrar sjálfkveikju, en viðurkennir að notkun yfir 300 gráður í langan tíma getur flýtt fyrir títanoxun og getur rýrt leysiefnið.

Að mæla öryggisbil fyrir mismunandi rekstraraðstæður
Suðumark leysis [ gráðu ] AIT [ gráðu ] Ráðlagt T_max [ gráðu ] Öryggisbil til AIT takmörkunarþáttar
Tólúen 110 480 250–300 180–230 gráður sjálfkveikja + oxun Ti
Xýlen 140 465 250–280 185–215 gráðu sjálfkveikja
Hexan 69 225 150–170 55–75 gráðu sjálfkveikju (AIT er takmörkin)
Asetón 56 465 200-250 215-265 gráðu sjálfkveikja (AIT hátt)
Etanól 78 365 200–230 135–165 gráðu sjálfkveikja
Metanól 65 464 200–250 214–264 gráður Sjálfkveikjuhiti
Díklórmetan 40 556 (ekki-eldfimt) 200-250 N/A Tæringarmörk fyrir títan (ekki eldfimt)
Fyrir lág-AIT leysiefni eins og hexan (225 gráður) verður að lækka leyfilegan yfirborðshita í 150–170 gráður. Hins vegar, ef hitari er ekki alveg á kafi, getur rekstur við 170 gráður í hexani framleitt staðbundna heita bletti sem ná til AIT.

Atburðarás-Leiðbeiningar um hitaraforskriftir í eldfimum leysiefnum
Leysi- og notkunarskilyrði Ráðlagður hámarkswattþéttleiki (W/cm2)Öryggismörk til AIT Væntanlegt slíðrahitastig Sérkröfur
Tólúen, full dýfing, þvinguð hringrás 10–12 140–160 gráður 320–340 gráður Venjulegur títan hitari hentugur. Engar sérstakar stýringar eru nauðsynlegar.
Tólúen, lítið flæði eða ekkert flæði6–8 130–150 gráður 330–350 gráður Lægri wattaþéttleiki til að forðast heita bletti.
Tólúen, hætta á lágu vökvastigi 5-6 (með lás á stigi) 120-140 gráður (dæmigert) 340-360 gráður Lágmarksskerðing nauðsynleg til að koma í veg fyrir útsetningu fyrir gufu. Títan í tólúengufu við 250 gráður + er eldhætta.
Hexan, að fullu á kafi, hvaða flæði sem er 4-5 110-130 gráður 95-115 gráður Minni wattþéttleiki krafist. Notaðu hitatakmarkara við 150 gráður.
Hexan, breytilegt magn Ekki mælt með - - Engin rafmagnsdýfing. Upphitun á gufu eða heitu vatni.
Blandaður leysir (óþekkt samsetning) 5 (íhaldssamt) 120-140 gráður Fer eftir lægsta AIT íhlut Gerðu ráð fyrir verstu atburðarás (lægsta AIT) fyrir öryggismörk.
Upphitun eldfimra leysiefna Verkfræðieftirlit
Þrjár verkfræðistýringar eru nauðsynlegar þegar eldfimt leysi er hitað með títaníum hitara. Í fyrsta lagi mun lág-vökva-lás slökkva á hitaranum sjálfkrafa ef vökvanum fer niður fyrir toppinn á hitaða hlutanum. Útsetning fyrir tólúengufu (ekki vökva) við 250 gráðu hitara fjarlægir suðukælandi áhrif og hitastig slíðunnar hækkar í frumefnishitastig (kannski 400–600 gráður) yfir AIT fyrir tólúen (480 gráður). Í öðru lagi ætti yfirborðshitatakmarkari (annaðhvort hitaeining sem er fest við slíðið eða viðnámshitaskynjari sem er innbyggður í hitarann) að sleppa hitanum ef slíðrhitinn fer yfir 250 gráður fyrir tólúen (eða 150 gráður fyrir hexan). Í þriðja lagi ætti að lækka wattaþéttleikann í 50 – 70% af nauðsynlegu hitaflæði til að viðhalda stöðugri suðu. Fyrir flest eldfim leysiefni þýðir þetta 4-8 W/cm2, mun lægra en 10-15 W/cm2 sem almennt er notað til að hita vatn.

Ályktun: Leyfilegt yfirborðshiti=AIT - 150 gráður (lágmark)
Fyrir títaníum hitara sem hitar eldfimt leysi eins og tólúen (AIT 480 gráður) er hámarks leyfilegur yfirborðshiti 250–300 gráður, sem gefur öryggisbil sem er að minnsta kosti 180 gráður undir sjálfkveikjumarki. Þessi takmörkun byggist á nauðsyn þess að takast á við einstaka heita reiti, gróðurlög og tímabundin hitastig án þess að komast nálægt AIT. Raunhæfur hámarkswattaþéttleiki tólúens er 8-12 W/cm2, sem gefur slíðurhitastig upp á 140-160 gráður í venjulegri niðurdýfingu. Fyrir leysiefni með lágt AIT, eins og hexan (AIT 225 gráður), er viðunandi yfirborðshiti lækkaður í 150–170 gráður, sem krefst wattaþéttleika upp á 4–5 W/cm². Mikilvægar verkfræðilegar stýringar eru meðal annars læsingar á lágu vökvastigi, slíðurhitatakmarkanir og íhaldssamt val á wattaþéttleika. Þegar títanhitari er tilgreindur fyrir hvers kyns eldfim leysiþjónustu, gefur birgir AIT, suðumark og væntanleg flæðisskilyrði leysisins kleift að gera rétta stillingar á wattaþéttleika og hitatakmörkun til að tryggja örugga notkun.