O design e as características dos aquecedores de imersão podem variar muito, tornando-os valiosos em diferentes segmentos da indústria. Os aquecedores de imersão operam principalmente sob modos de condução e convecção quando imersos em fluidos. Dependendo das propriedades físicas e químicas dos fluidos, as formas, materiais de construção e o posicionamento dos aquecedores de imersão são otimizados para entregar a saída de aquecimento desejada. Várias formas de aquecedores de imersão são possíveis, mas é sábio sempre calcular o design ideal por caso.
A chave para o aquecimento bem sucedido do líquido que flui continuamente é a dissipação precisa do calor a uma taxa aceitável necessária tanto sob condições de estado constantes quanto dinâmicas. Por exemplo, enquanto em um estado estático constante o cálculo preciso das necessidades de aquecimento pode ser adequado, no entanto, em um modo dinâmico a situação muda muito deixando um tempo de resposta térmica necessário mais crucial dos aquecedores imersos. Casos dinâmicos podem exigir formas geométricas específicas com áreas superficiais mais altas e mais áreas externas da superfície são necessárias. Exemplos disso são elementos tubulares enrolados. Ao usar elementos de aquecimento tubulares enrolados, mais calor é transferido para o fluido reduzindo o tempo de aquecimento, mantendo uma densidade de watt mais baixa.
Desenhos de elementos tubulares de bobina
A Figura 1 exibe dois desenhos para um elemento tubular em forma de enrolado. No primeiro caso, mostra-se uma imagem (a), um elemento tubular mais largo com diâmetro de 0,475 polegadas, em comparação com a imagem (b) mostrando uma bobina semelhante com um diâmetro de 0,260 polegadas.
A imagem B pode ser mais apropriada para aplicações que requerem aquecimento mais rápido. Isso ocorre porque o líquido pré-aquecido pela bobina é exposto a mais área de superfície em uma bobina. Assim, permitindo uma transferência de calor mais eficiente.
Há possíveis armadilhas de tais mudanças de design. Mais espirais podem produzir diferentes efeitos sobre os fluxos de fluidos, como mais atrito que pode restringir o fluxo líquido dependendo da viscosidade.
Figura 1: (a) um elemento tubular mais largo (0,475 polegada dia), (b) um elemento tubular menor (0,260) (a imagem é apenas para fins de ilustração e não ilustra a bobina de resistência ou MgO).
Uma aplicação distinta de elementos tubulares é a despolimerização de resíduos plásticos comerciais. A des polimerização ou reversão da polimerização é um processo térmico ou catalítico que requer atividade térmica para promover uma reação química. Usando uma fonte de calor quase imediata, os aquecedores de imersão têm um tempo de resposta rápido e são soluções ideais para este processo industrial.
