একটি টাইটানিয়াম শীথের জন্য পাতলা সালফিউরিক অ্যাসিড (pH 2.5, 80 ডিগ্রি) তে টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড পিগমেন্টের একটি স্লারি গরম করার জন্য, ক্ষয় রোধ করার জন্য গুরুতর প্রবাহ বেগ কী

ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম অম্লীয় slurries জন্য টাইটানিয়াম হিটার নকশা মৌলিক ট্রেডঅফ
TiO2 পিগমেন্ট তৈরি করা হয় ইলমেনাইট আকরিককে ঘনীভূত সালফিউরিক অ্যাসিডে পরিপাক করে, তারপরে দ্রবণটি পাতলা করে, হাইড্রোলাইসিস এবং ক্যালসিনেশন করে। মধ্যবর্তী পর্যায়গুলির মধ্যে রয়েছে পাতলা সালফিউরিক অ্যাসিড (pH 2.5, 80 ডিগ্রি) এ TiO2 পিগমেন্টের স্লারি গরম করা। স্লারিতে 20-40 wt% কঠিন কণা রয়েছে TiO2 এর মধ্যম ব্যাস 0.2-0.5 মাইক্রন এবং কিছুটা ঘষিয়া তুলিয়াছে। অ্যাসিডিক ইলেক্ট্রোলাইট এবং কণার প্রতিবন্ধকতার সম্মিলিত প্রভাব বিশুদ্ধ ক্ষয় এবং বিশুদ্ধ ক্ষয়ের যোগফলের তুলনায় উপাদান ক্ষতির হার সহ একটি ক্ষয়{15}}জারা পরিবেশ প্রদান করে। U-আকৃতির বা সর্প টাইটানিয়াম হিটিং টিউবের বাঁক অঞ্চলগুলি গরম করার টিউবের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ অংশ, যেখানে প্রবাহের পথ পরিবর্তন হয় এবং কণাগুলি বর্ধিত বেগ এবং কোণ সহ বাইরের দেয়ালে (অতিরিক্ত) প্রভাব ফেলতে বাধ্য হয়। দেয়ালের বেধ একটি নিষ্ক্রিয় জারা ভাতা দেয় কিন্তু অকাল ব্যর্থতা এড়ানোর জন্য গুরুত্বপূর্ণ নকশা পরিবর্তনশীল হল হিটারের অতীত স্লারির প্রবাহ বেগ। থ্রেশহোল্ড বেগ অতিক্রম করেছে এবং পরিবর্তনটি হালকা, অভিন্ন পরিধান থেকে গুরুতর, স্থানীয় ক্ষয়-ক্ষয় পর্যন্ত ঘটে যা ছয় মাসেরও কম সময়ে 2.0-মিমি টাইটানিয়াম প্রাচীর লঙ্ঘন করতে পারে। এই থ্রেশহোল্ড বেগের নীচে প্যাসিভ টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড আবরণ স্থিতিশীল এবং 1.0-1.2 মিমি প্রাচীরের পুরুত্ব কয়েক বছর ধরে পরিষেবা জীবন ধারণ করে।

যান্ত্রিক অখণ্ডতার উপর প্রভাব: বাঁকগুলিতে ক্ষয় এবং ক্ষয়ের সিনারজিক প্রভাব
স্থির বা কম প্রবাহের পরিস্থিতিতে pH 2.5 এ পাতলা সালফিউরিক অ্যাসিডে গ্রেড 2 টাইটানিয়ামের প্যাসিভ ক্ষয়ের হার হল 0.02-0.05 মিমি/বছর। TiO 2 স্লারি কণা রাসায়নিকভাবে প্যাসিভ ফিল্মের সাথে অভিন্ন; এইভাবে, নগণ্য গ্যালভানিক প্রভাব আছে। তবে ক্ষয়কারী উপাদানটি প্রতিরক্ষামূলক অক্সাইড স্তরটিকে পুনঃপ্রক্রিয়া করার চেয়ে দ্রুত ধ্বংস করে। বাঁকের এক্সট্রাডোসের দিকে, কণার প্রভাব কোণগুলি পৃষ্ঠের 30-60 ডিগ্রি রেঞ্জের মধ্যে থাকে, যে অঞ্চলটি টাইটানিয়ামের মতো ভঙ্গুর-নমনীয় পদার্থের জন্য উপাদানের ক্ষতিকে সর্বাধিক করে। ক্ষয়-ক্ষয়ের হার হল একটি অভিজ্ঞতামূলক শক্তি আইন, w˙=k⋅vnw˙=k⋅vn, বাঁকে স্থানীয় কণার বেগ vv এবং অ্যাসিডিক স্লারিতে টাইটানিয়ামের জন্য সাধারণত 2.5–3.0 nn। যথেষ্ট বেগ নির্ভরতা প্রবাহ হার দ্বিগুণ করার জন্য পরিধানের হারে 6-8 গুণ বৃদ্ধির পরামর্শ দেয়। পৃষ্ঠের সমান্তরাল প্রবাহ সহ একটি সরল নল অংশের জন্য ক্ষয়ের হার নগণ্য কারণ কণাগুলি প্রভাবিত করার পরিবর্তে স্লাইড করে। প্রধান পার্থক্য হল যে মোড়ের চারপাশে প্রবাহ ত্বরণের কারণে, বাঁক এক্সট্রাডোতে স্থানীয় বেগ বাল্ক স্লারি বেগের চেয়ে 1.5-2.5 গুণ বেশি হতে পারে। এইভাবে, পাইপ বা ট্যাঙ্কে বাল্ক প্রবাহের বেগ অবশ্যই একটি থ্রেশহোল্ডের নীচে হতে হবে যা প্রায় 3-4 মি/সেকেন্ডের বেন্ড এক্সট্রাডোস বেগের সাথে সম্পর্কিত যেখানে ক্ষয়-ক্ষয়ের হার অগ্রহণযোগ্য।

থার্মাল পারফরমেন্স ইফেক্ট: তাপমাত্রা-বেগ মিথস্ক্রিয়া
টাইটানিয়াম শীথের মাধ্যমে তাপীয় গ্রেডিয়েন্ট প্যাসিভ ফিল্মের স্থায়িত্বকে প্রভাবিত করে ক্ষয়-ক্ষয় প্রক্রিয়াকে প্রভাবিত করে। একটি নিম্ন প্রাচীর বেধ একটি প্রদত্ত শক্তি ঘনত্বের জন্য একটি নিম্ন পৃষ্ঠের তাপমাত্রা বোঝায়, এবং এইভাবে প্যাসিভ ফিল্মের একটি উন্নত যান্ত্রিক দৃঢ়তা। 80 ডিগ্রী বাল্ক তাপমাত্রায়, 2.5 ওয়াট/সেমি² এ কাজ করা একটি 1.0 মিমি প্রাচীরের বাইরের পৃষ্ঠটি প্রায় 92 ডিগ্রি থাকে; একটি 1.5 মিমি প্রাচীর প্রায় 98 ডিগ্রিতে পৌঁছায়। 90 ডিগ্রির উপরে উচ্চ তাপমাত্রার ফলে টাইটানিয়ামে আরও ভঙ্গুর প্যাসিভ ফিল্ম তৈরি হয় এবং এটি কণার প্রভাবে স্প্যালেশনের জন্য বেশি সংবেদনশীল। TiO2 স্লারি (40 wt%, pH 2.5, 80 ডিগ্রি ) ব্যবহার করে পরীক্ষাগার ক্ষয়-জারা পরীক্ষাগুলি দেখায় যে একটি 1.0 মিমি প্রাচীরের জন্য সমালোচনামূলক বেগ থ্রেশহোল্ড 2.8 মিটার/সেকেন্ড (বাল্ক) কিন্তু 1.5 মিমি প্রাচীরের জন্য এটি 2 মিলিমিটারের বেশি হলে তা কমানো হয়। ভঙ্গুর অক্সাইড। তাই, একটি মোটা প্রাচীরের ফলে কেবলমাত্র আরও উপাদান পরিধান করা যায় না বরং নিরাপদ অপারেটিং বেগ উইন্ডোও হ্রাস পায়, যা উত্পাদন থ্রুপুট ক্ষতির কারণ হতে পারে।

বাণিজ্যের সংশ্লেষণ-অফ: ক্রিটিক্যাল বেগ এবং ওয়াল থিকনেস ম্যাট্রিক্স
নিম্নোক্ত ম্যাট্রিক্সটি টাইটানিয়াম শীথের জন্য একটি TiO2 স্লারিকে পাতলা সালফিউরিক অ্যাসিড (pH 2.5, 80 ডিগ্রি, 30 wt% কঠিন পদার্থ, 0.3 µm মাঝারি কণার আকার) গরম করার জন্য গুরুত্বপূর্ণ বাল্ক স্লারি প্রবাহের বেগ দেখায়, যা বেগের {5} হারে সমান হারে সংজ্ঞায়িত করা হয় প্রতি বছর 0.3 মিমি (সেফটি ফ্যাক্টর সহ একটি 1.0 মিমি প্রাচীরের জন্য 3 বছরের জীবনের সমতুল্য)।

টিউব বেন্ড ব্যাসার্ধ (R/D অনুপাত) টাইটানিয়াম ওয়াল থিকনেস ক্রিটিক্যাল বাল্ক বেগ (m/s) ক্ষয়ের জন্য- ক্ষয় সীমিত<0.3 mm/year Expected Life at Critical Velocity Core Engineering Rationale
R=3× OD (আঁটসাঁট বাঁক) 1.0 মিমি 1.8 মিটার/সেকেন্ড 2.5 – 3 বছর টাইট বেন্ড এক্সট্রাডোতে স্থানীয় বেগকে 3.5-4.0 মি/সেকেন্ডে গতি বাড়ায়। পাতলা প্রাচীর শীতল, বেগ সহনশীলতা প্রান্তিকভাবে বৃদ্ধি. ক্রমাগত ব্যবহারের জন্য প্রস্তাবিত নয়।
OD=3 x R (আঁটসাঁট বাঁক) 1.5 মিমি 1.4 মি/সেকেন্ড 2 – 2.5 বছর পুরু প্রাচীর প্যাসিভ ফিল্ম স্থিতিস্থাপকতা কমিয়ে গরম করে। স্থানীয় বেগ বেশি থাকে টাইট বাঁক এড়িয়ে চলুন, দেয়ালের বেধ যাই হোক না কেন।
R=5× OD (উদার বাঁক) 1.0 মিমি 2.8 m/s 4 – 5 বছর এক্সট্রাডোস বেগ ≈ 1.3× বাল্ক; উদার বাঁক স্থানীয় ত্বরণ কমিয়ে দেয়। পাতলা প্রাচীর পৃষ্ঠকে ঠান্ডা রাখে। তাজা ডিজাইনের জন্য সেরা কম্বো।
R=5× OD (উদার বাঁক) 1.2 মিমি – 1.4 মিমি 2.5 মি/সেকেন্ড 5 – 6 বছর হালকা পুরু প্রাচীর, তাপমাত্রার খুব বেশি বৃদ্ধি ছাড়াই ক্ষয় সহ্য করার অনুমতি দেয়। কদাচিৎ বেগ ভ্রমণ সহ সংবেদনশীল অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত।
R=8× OD (অত্যন্ত বড় বাঁক) বা টার্নিং ভ্যান সহ সোজা টিউব 1.0 মিমি – 1.2 মিমি > 3.5 মি/s > 8 বছর বাঁক ত্বরণ দূর করে। ক্ষয়-ক্ষয় সামান্য গুরুত্বপূর্ণ। প্রাচীর বেধ কেবল চাপ এবং জারা মানদণ্ড পূরণ করতে হবে।
মোড়ের চারপাশে ইঞ্জিনিয়ারিং: ফ্লো স্ট্রেইটনার এবং হিটার ওরিয়েন্টেশন
যেখানে ট্যাঙ্কের স্থাপত্য একটি শক্ত বাঁক ব্যাসার্ধ (R <4 x OD) অনিবার্য করে তোলে, সেখানে দুটি বিকল্প কৌশল ক্ষয়কে কমিয়ে দিতে পারে-উৎপাদনের বেগকে ত্যাগ না করেই। স্থানীয় বেগ ত্বরণ ফ্যাক্টর 2.0 থেকে কমিয়ে 1.2 করা হয় ফ্লো স্ট্রেইটনার প্রয়োগ করে বা টিউব কনট্যুর অনুসরণ করার জন্য স্লারিকে পুনর্বিন্যাস করার জন্য হিটারের বাঁকের উপরের দিকে বাঁকানো হয়। কম্পিউটেশনাল ফ্লুইড ডাইনামিকস সিমুলেশন দেখায় যে একটি ভ্যান সহ একটি 3× OD বেন্ডের এক্সট্রাডোস বেগ 4.0 m/s থেকে 2.2 m/s থেকে 2.0 m/s এর বাল্ক বেগে কমে যায়, যা ক্রিটিক্যাল থ্রেশহোল্ডের নীচে। দুই, হিটারটি স্লারিকে উপরের দিকে প্রবাহিত করে উল্লম্বভাবে অভিমুখী করতে হবে যাতে কণাগুলি উচ্চ কোণে স্থির না হয়ে বা আঘাত না করে বাঁকের পেরিয়ে চলে যায়। অনুভূমিক সমতলে বাঁক সহ অনুভূমিক অভিযোজন এড়ানো উচিত কারণ মাধ্যাকর্ষণ কণাকে অতিরিক্ত প্রভাবের ফ্রিকোয়েন্সির দিকে ঠেলে দেয়। অবশেষে, একটি যথেষ্ট মোটা প্রাচীর (1.4–1.6 মিমি) একটি যথেষ্ট বাঁক ব্যাসার্ধ (R=6× OD) অনিশ্চিত বা পরিবর্তনযোগ্য প্রবাহের অবস্থার জন্য একটি সতর্ক নকশা দেয়, যখন তাপ দক্ষতা হ্রাস পায়।

উপসংহার: প্রাচীরের পুরুত্বের উপর বেগ নিয়ন্ত্রণ এবং বাঁক জ্যামিতির প্রভাব
পিএইচ 2.5 এবং 80 ডিগ্রিতে পাতলা সালফিউরিক অ্যাসিডে একটি TiO 2 স্লারি গরম করার জন্য একটি টাইটানিয়াম খাপের বাঁকে ক্ষয় রোধ করার জন্য প্রয়োজনীয় প্রবাহ বেগ- একটি সুনির্মিত হিটারের জন্য মোটামুটি 2.5–3.0 মি/সেকেন্ড বাল্ক বেগ। বেধ এর চেয়ে দ্রুত এবং উপাদানের ক্ষতি দ্রুতগতিতে বেশি হবে। কয়েক মাসের মধ্যে পুরু দেয়াল ভেদ করা হবে। ক্ষয়-এই সীমার নীচে ক্ষয় নগণ্য এবং 1.0 মিমি পুরুত্বের একটি টাইটানিয়াম খাপের 4-5 বছর পরিষেবা জীবন থাকে৷ প্রধান নকশা পরামর্শ হল একটি উদার বাঁক ব্যাসার্ধ (R 5× OD এর চেয়ে বড় বা সমান) এবং বাল্ক স্লারি বেগ 2.5 মি/সেকেন্ডের নীচে বেছে নেওয়া, তারপর জারা ভাতা এবং যান্ত্রিক পরিচালনার প্রয়োজনীয়তার উপর ভিত্তি করে প্রাচীরের বেধ চয়ন করুন (সাধারণত 1.2 মিমি)। বেগ বা বাঁক আকৃতির নিয়ন্ত্রণ ছাড়া দেয়ালের বেধ বৃদ্ধি নিরাপত্তার একটি মিথ্যা ধারণা। একটি 2.0-মিমি প্রাচীর 3.5 মি/সেকেন্ডে 1.0 মিমি প্রাচীরের চেয়ে 2.0 মি/সেকেন্ডে দ্রুত ব্যর্থ হয়। ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম অম্লীয় স্লারিগুলির জন্য হিটারগুলি নির্দিষ্ট করার সময়, প্রস্তুতকারককে আনুমানিক স্লারি বেগ এবং কণার আকারের বন্টন সরবরাহ করুন এবং বাঁক ব্যাসার্ধের নিশ্চিতকরণের জন্য বলুন। প্রধান প্রকৌশল বিবেচনা হল বেগ ব্যবস্থাপনা, সর্বোচ্চ প্রাচীর বেধ নয়।