Il design e le caratteristiche dei riscaldatori a immersione possono variare notevolmente, rendendoli preziosi in diversi segmenti del settore. I riscaldatori ad immersione funzionano principalmente in modalità di conduzione e convezione quando sono immersi nei fluidi. A seconda delle proprietà fisiche e chimiche dei fluidi, le forme, i materiali di costruzione e il posizionamento dei riscaldatori ad immersione sono ottimizzati per fornire la potenza termica desiderata. Sono possibili varie forme di riscaldatori ad immersione, ma è consigliabile calcolare sempre il design ideale per caso.
La chiave per il successo del riscaldamento del liquido che scorre continuamente è l'accurata dissipazione del calore a una velocità accettabile richiesta sia in condizioni di stato stazionario che dinamico. Ad esempio, mentre in uno stato statico stabile potrebbe essere adatto il calcolo accurato del fabbisogno di riscaldamento, tuttavia in una modalità dinamica la situazione cambia notevolmente lasciando un tempo di risposta termica richiesto più cruciale dai riscaldatori immersi. I casi dinamici potrebbero richiedere forme geometriche specifiche con aree di superficie più elevate e più aree di superficie esterne sono richieste. Esempi di ciò sono gli elementi tubolari a spirale. Quando si utilizzano elementi riscaldanti tubolari a spirale, viene trasferito più calore al fluido riducendo il tempo di riscaldamento mantenendo una densità di watt inferiore.
Disegni di elementi tubolari a spirale
La figura 1 mostra due modelli per un elemento tubolare a forma di spirale. Nel primo caso, immagine (a), viene mostrato un elemento tubolare più largo con un diametro di 0,475 pollici, rispetto all'immagine (b) che mostra una bobina simile con un diametro di 0,260 pollici.
L'immagine B può essere più appropriata per le applicazioni che richiedono un riscaldamento più rapido. Questo perché il liquido preriscaldato dalla bobina è esposto a una superficie maggiore in una bobina. Pertanto, consentendo un trasferimento di calore più efficiente.
Ci sono possibili insidie di tali modifiche al design. Più spirali possono produrre effetti diversi sui flussi del fluido, come un maggiore attrito che può limitare il flusso del liquido a seconda della viscosità.
Figura 1: (a) un elemento tubolare più largo (0,475 pollici di diametro), (b) un elemento tubolare più piccolo (0,260) (l'immagine è solo a scopo illustrativo e non illustra la bobina di resistenza o MgO).
Un'applicazione distinta degli elementi tubolari è la depolimerizzazione dei rifiuti plastici commerciali. La depolimerizzazione o l'inversione della polimerizzazione è un processo termico o catalitico che richiede un'attività termica per promuovere una reazione chimica. Utilizzando una fonte di calore quasi immediata, i riscaldatori ad immersione hanno un tempo di risposta rapido e sono soluzioni ideali per questo processo industriale.
