Aşırı Soğukta Standart Isıtıcılar Neden Donuyor?
Mesaj bırakın
Antarktika'daki bir araştırma merkezini veya Sibirya'daki bir doğalgaz tesisini düşünün. Ekipman birinci sınıftır ve mühendislik çok dikkatlidir, ancak sıcaklık -40 dereceye düştüğünde ısıtma sistemleri arızalanmaya devam eder. Çoğu ısıtıcı, 800 dereceye (1472 derece F) kadar sıcaklıklara sorunsuz bir şekilde dayanabilir, bu nedenle maksimum sıcaklık derecesi genellikle sorun değildir. Sorun, soğukta çalıştırma, termal genleşmeyi yönetme ve malzemelerin çok düşük sıcaklıklarda nasıl davrandığı ile ilgilidir.
Standart kartuş ısıtıcıları, başlangıç sıcaklığının oda sıcaklığı olmasını bekler. Tasarımcıları, cıva -40 dereceye düştüğünde meydana gelen büzülme için değil, çalışma sıcaklıklarında termal genleşme için ne kadar alana ihtiyaç duyulduğunu hesaplıyor. Metal kaplama, içerideki seramik çekirdekten daha fazla büzülür ve bu da nemle dolan boşlukların oluşmasına neden olabilir. Güç uygulandığında nem buhara dönüşür, bu da magnezyum oksit yalıtımını kırar ve kısa devreye neden olur. Düşük sıcaklıklı kartuş ısıtıcılar, doğru malzemeleri seçerek ve -40 dereceden +800 dereceye kadar tüm sıcaklık aralığına dayanabildiklerinden emin olarak bu sorunu çözer.
Kılıf malzemesinin seçimi bir dengeleme işi haline gelir. Çoğu kullanım için 304 paslanmaz çelik mükemmel bir seçimdir çünkü paslanmaz ve ucuzdur. 316Öte yandan L paslanmaz çelik, klorürlere ve endüstriyel kimyasallara karşı daha iyi direnç gösterir, dolayısıyla denizcilik veya kimyasal işleme koşulları için daha iyidir. Incoloy 800 veya 840 alaşımları, hem kriyojenik sıcaklıklara hem de aşındırıcı ortamlara maruz kalan ısıtma elemanları da dahil olmak üzere en zorlu koşullar için ideal seçimdir. Yüksek sıcaklıklarda oksidasyona karşı dayanıklı, düşük sıcaklıklarda ise serttirler. Bu nikel-demir-krom alaşımları, sıcaklıklar çok fazla yükselip düştüğünde bile mekanik özelliklerini korur, bu da diğer malzemeleri kırar.
Soğuk havalarda işlerin ters gidebileceği başka bir nokta da elektrik sonlandırmadır. -20 derecede, standart kurşun kablolardaki PVC izolasyon kırılganlaşır ve kırılır. İyi soğuk-hava kartuşu ısıtıcıları, 250 derecede sürekli kullanıma dayanabilen ve -60 derecede esnek kalabilen fiberglas-silikon kompozit yalıtım kullanır. Dondurulduğunda parçalanan sıradan epoksiler yerine, kurşun telden ısıtıcı gövdeye geçişte termal döngüye yönelik kaplama bileşikleri kullanılıyor.
Sıfırın altındaki uygulamalar için watt yoğunluğunu seçerken çok dikkatli olmanız gerekir. Yüksek-yoğunluklu ısıtıcılar (63W/cm²'ye kadar) plastik enjeksiyon kalıplarının hızlı bir şekilde ısıtılması için iyi çalışır, ancak soğuk havalarda kullanılacak ekipmanlar genellikle düşük-yoğunluklu tasarımlarla daha iyi çalışır. 12 W/cm²'lik yüzey yükü, hidrolik sıvıların tek bir yerde kaynamasını veya yağlama yağlarının ısı nedeniyle parçalanmasını engeller. Amaç en yüksek sıcaklığı elde etmek değil; termal değişimlerin malzemeyi zorlamaması için ısıyı eşit şekilde yaymaktır.
Kartuş Isıtıcılara Tam Kılavuz ve Teknik Bakış.jpg Isıtıcıyı nasıl kurduğunuz, ne tür satın aldığınız kadar önemlidir. Hava boşlukları bırakmadan termal genleşmeye izin vermek için, açılan deliklerin ısıtıcı çapı üzerinde +0.02mm ila +0.05mm arasında bir açıklığı olmalıdır. 0,1 mm'den büyük herhangi bir boşluk, ısı yalıtımı görevi görerek ısıtıcının olması gerekenden daha sıcak çalışmasını sağlar ve direnç telinin oksidasyonunu hızlandırır. Yerleştirme halkaları veya dişli bağlantı parçaları bulunan ısıtıcıların, değiştirilmek üzere çıkarılmasının zor olduğu soğuk yerlerde bakımı daha kolaydır.
Termal kontrol stratejileri ılıman iklimlerde kullanılanlardan çok farklıdır. Temel bimetalik termostatlar, sıcaklıktaki değişikliklere duyarlı prosesler için gereken doğruluğa sahip değildir. Sıfır-çapraz anahtarlamalı katı hal röleleri, elektromanyetik paraziti azaltır ve ani güç döngüsünden kaynaklanan termal şoktan kurtularak ısıtıcıların daha uzun ömürlü olmasını sağlar. ±2 derecelik bir değişikliğin sonuçları değiştirebileceği laboratuvar ekipmanlarını veya uçak parçalarını ısıtırken, doğru sıcaklık profilleri elde etmek için dahili-termokupllu kartuş ısıtıcılarının kullanılması önemlidir.
İnsanlar genellikle ısıtılmayan alanlar için uzunluk spesifikasyonunu unuturlar. Standart tasarımlarda, terminalin aşırı ısınmasını önlemek için uçta 5 ila 10 mm'lik soğuk bölgeler bulunur. Sıcaklığın -40 derece olduğu yerlerde, bu ısıtılmayan kısmı 25–50 mm daha uzun yapmak bağlantı sıcaklıklarını çiğlenme noktasının üzerinde tutar, bu da elektrik muhafazalarında yoğuşma oluşmasını engeller. Bazı tasarımlarda, çalışma alanında iyi bir ısı transferine izin verirken uçları soğuk yüzeylerden uzaklaştırmak için dik açılı kılıf uzantıları veya bükme şekilleri kullanılır.
