传热效率是树脂釜运行的核心指标之一,直接影响反应温度控制、产品质量稳定性及生产效率,若传热效率不足,会导致反应放热无法及时移除,引发温度失控、产品交联过度等问题;若传热效率过低,还会延长反应周期(如聚酯树脂酯化反应时间从8小时延长至12小时),增加生产成本。影响传热效率的核心因素包括传热面积、传热温差、传热系数及物料流动状态四大类,需针对性采取措施提升传热效果。传热面积是影响传热效率的基础因素,传热面积越大,单位时间内传递的热量越多,树脂釜的传热面积主要由釜体夹套、内盘管的面积决定,若传热面积不足(如小容积釜体搭配大产能需求),会导致传热能力无法匹配反应放热需求。此外,传热面结垢(如夹套内壁沉积水垢、物料粘附形成的垢层)会导致有效传热面积减小,同时垢层的导热系数极低(如水垢导热系数仅为0.5W/(m·K),远低于不锈钢的150W/(m·K)),会显著降低传热效率,这是生产中常见的传热效率下降诱因。传热温差是传热的动力,指传热介质(如蒸汽、冷却水)与釜内物料的温度差,温差越大,传热速率越快。若传热介质温度波动(如蒸汽压力不足导致温度下降、冷却水温度过高),会导致温差减小,传热效率下降;此外,若反应过程中物料温度与传热介质温度接近(如后期熟化阶段,物料温度与加热介质温度差仅5℃),也会导致传热效率大幅降低。传热系数是衡量传热面传热能力的核心参数,与传热面材质、表面状态、传热介质及物料特性相关。传热面材质导热系数越高,传热系数越大(如铜材质导热系数高于不锈钢,但铜耐腐蚀性差,极少用于树脂釜);传热面表面粗糙度越大,越易粘附物料,形成垢层,降低传热系数;传热介质的流动状态(如层流、湍流)也会影响传热系数,湍流状态下的传热系数是层流的3-5倍;此外,物料的导热系数(如高粘度物料导热系数低,仅0.1-0.2W/(m·K),远低于低粘度物料的0.5-0.8W/(m·K))也会直接影响传热系数,高粘度物料的传热效率通常更低。物料流动状态对传热效率影响显著,若物料流动缓慢或出现“死体积”(如釜体底部、夹套角落),会导致物料与传热面之间的边界层增厚,传热阻力增大,传热效率下降。搅拌系统的搅拌效果直接决定物料流动状态,若搅拌转速过低、搅拌桨类型不当(如高粘度物料采用推进式桨),会导致物料混合不均,流动缓慢,无法及时将传热面的热量传递至全釜物料。
