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在规划、设计、建造和操作化学和化学制药实验室的标准应用时(通常由温度控制器、双层夹套反应釜、导热液体和导热软管组成),经常会忽略一些基本的但又很重要的因素,其结果是整套应用设备均不能以最佳状态运行。
虽然理论上可以在设计阶段计算出规格清单上的预定参数,但只有实际测试才能显示真实的实验效果。如果实践与理论不符,相关责任人就会拼命寻找解释、提出理论,但往往这些理论并不总是令人信服。
接下来,我们将谈谈对双层夹套釜进行温控时的泵流量问题。
泵流量对功率传输的影响
加热功率和制冷功率是选择温度控制器的重要参数。工程部门对整个系统的规划和设计常常只依赖于性能数据(加热功率和制冷功率)。然而,工程部门应该更加熟悉功率传输与不同泵流量之间的关系。例如,如果认为功率传递主要取决于双层夹套容器的 "热传递",而泵流量只起辅助作用,那就大错特错了。
“传热”在温控过程起着重要作用,但在特定双层夹套反应釜的情况下,泵流量也起着非常重要的作用!它对功率传输有重大影响,因此不可被低估或忽略。
原则上,使用温控设备进行温度控制时适用于以下情况:泵流量越大,可传输和交换的能量越多。
温度控制器的设计有两种不同的方法:一种是流量高而泵压低的温控设备,另一种是流量低而泵压高的温控设备。即使后者可以设成较低压力,但同时也会抵消部分性能。因为对于这类温度控制器,压力越低意味着流量越小。
流量高意味着更好的功率传输
理想的泵曲线是在低压条件下具有尽可能高的泵流量。这是因为如果泵压太高,双层夹套玻璃釜可能受到挤压而破裂。由此可以推断,标准Unistat®泵有利于保护玻璃反应釜,因为它在相对低的泵压下提供较高的流量,因此比高压力低流量的泵传递功率要快得多。为了能够可靠、明确地证明这一论断,必须将需要比较的温度控制器与客户应用相连接,然后在相同的规格和条件下进行测试。
在我们的分析中,加热功率和制冷功率应具有可比性,但泵流量则应不同。然而测试非常耗时且成本较高。即使这样做是有意义的,但几乎没有用户愿意花时间去做!
那么如何证明上述论断呢?其实不难实现,例如通过一个带可变泵速的温度控制装置就能做到。这样就可以保持恒定的加热和冷却功率,并通过泵速对流量进行可变调节。
总的来说,泵流量不仅影响夹套温度,同时影响过程温度。当夹套温度的功率传递减少时,意味着过程温度的功率传递也在降低。
综上所述,除了加热和制冷功率外,在设计和构建应用时还必须考虑液体流量。应当注意,导热软管过长或横截面过小也会限制液体流量,因此会对应用设置产生负面影响。