Design dei tubi riscaldanti in fibra di carbonio per le linee di essiccazione

Le linee di essiccazione industriali, in particolare in settori come le fabbriche di rivestimento su larga scala, gli impianti di trasformazione alimentare e le strutture di stampa e tintura tessile, utilizzano vari tipi di camere di essiccazione. Queste vengono spesso chiamate camere di essiccazione, forni di essiccazione o forni a tunnel, con soluzioni di progettazione personalizzate in base alle dimensioni dei componenti e all'esperienza operativa convalidata attraverso processi di progettazione specifici. Oggi condividiamo le informazioni su una linea di essiccazione a ponte.

Le linee di essiccazione a ponte offrono diversi vantaggi rispetto ad altre forme. Riducono al minimo l'emissione di fumi a entrambe le estremità, garantendo ambienti di officina più puliti. L'utilizzo di ventilatori a cortina d'aria per lo scarico riduce i livelli di rumore. Queste linee utilizzano in modo efficiente l'aria dell'officina, con la sezione orizzontale sospesa a mezz'aria che lascia spazio al di sotto per armadi elettrici e cassette degli attrezzi, ottimizzando così l'uso dello spazio. Tuttavia, le lunghe pendenze per le fasi di preriscaldamento e raffreddamento aumentano l'investimento iniziale per le attrezzature, rappresentando uno svantaggio di questo design.

In genere, queste linee sono costituite da un'intelaiatura del forno, strati isolanti, radiatori a infrarossi e nastri trasportatori resistenti al calore. L'intelaiatura è solitamente costruita con acciaio angolare o a canali, con uno spessore dell'isolamento che varia da 80 mm a 150 mm, mantenendo una temperatura superficiale di progetto inferiore a 50 gradi Celsius. Le sezioni della linea di essiccazione hanno una lunghezza tipica di 2 metri e sono collegate da giunti imbullonati per consentire l'installazione e l'espansione termica.

I radiatori a infrarossi per le linee di essiccazione possono includere opzioni come i tubi riscaldanti in fibra di carbonio e i tubi riscaldanti a infrarossi a filo di tungsteno. La progettazione del sistema di ventilazione deve tenere conto delle emissioni dei processi di essiccazione, con l'obiettivo di mantenere la concentrazione di vapori infiammabili al di sotto di 50% del limite di esplosione all'interno della camera di essiccazione. Oltre alle porte di scarico su entrambi i lati della camera, è necessario posizionare ulteriori prese d'aria nei punti in cui le emissioni di acqua e solventi sono più elevate durante le fasi di essiccazione, per evitare perdite di gas pericolose, che potrebbero portare a esplosioni in officina.

La scelta tubi di riscaldamento in fibra di carbonio prevede esperimenti preliminari di simulazione per testare gli spettri di assorbimento infrarosso della vernice. In questo modo si determina la banda di lunghezze d'onda ottimale per i tubi riscaldanti in fibra di carbonio. Successivamente, i radiatori vengono selezionati in base ai dati sperimentali. Data la complessità delle composizioni di vernici, che spesso assorbono più lunghezze d'onda infrarosse, i progetti devono soddisfare esigenze specifiche, selezionando bande a media o alta temperatura per l'essiccazione.

Nonostante la progettazione meticolosa e la distribuzione uniforme di tubi di riscaldamento in fibra di carbonioLe camere di essiccazione presentano variazioni di temperatura, con differenze fino a 60°C tra le regioni superiori e inferiori. Questo fenomeno è dovuto principalmente alla convezione termica all'interno della camera, nonostante il riscaldamento con radiazioni infrarosse dei tubi in fibra di carbonio. La segmentazione della sezione trasversale in zone superiori, centrali e inferiori con diverse densità di elementi riscaldanti disposti in modo proporzionale può attenuare efficacemente i differenziali di temperatura.

In conclusione, la progettazione ottimale delle linee di essiccazione industriali, in particolare di quelle che utilizzano tubi riscaldanti in fibra di carbonio, richiede una considerazione meticolosa delle proprietà delle radiazioni infrarosse, dell'efficacia del sistema di ventilazione e dell'utilizzo degli spazi per garantire operazioni efficienti e sicure in ambienti produttivi diversi.

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