316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan qobiqning devor qalinligi elektr isitiladigan texnologik idishlarda ruxsat etilgan maksimal vatt zichligini qanday o'zgartiradi?

Qopqoq devorining qalinligi va sirt vatt zichligi o'rtasidagi bog'liqlik korroziv kimyoviy eritmalar uchun elektr isitgichlarni loyihalash bilan shug'ullanadigan texnologik muhandislar uchun birlashtirilgan dizayn tushunchasi sifatida kamdan-kam hollarda o'rgatiladi. Aksincha, devor qalinligi ko'pincha bosimni ushlab turish qoidasi bilan belgilanadi va vatt zichligi suyuqlik turi va haroratiga bog'liq bo'lgan alohida jadvallardan olinadi. Bu juda konservativ xususiyatlarni (haddan tashqari sirt maydoniga ega-o'lchamli isitgichlar) yoki ichki simning haddan tashqari qizishi tufayli muddatidan oldin nosozliklarni keltirib chiqaradigan qismlarga bo'lingan yondashuvga olib keladi. 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan qobiqning termal qarshiligi etishmayotgan aloqadir. Devor qalinligining har bir millimetri ichki qarshilik simidan texnologik suyuqlikka issiqlik uzatilishiga xalaqit berganligi sababli, yupqa devorli{6}}qo‘lqop uchun to‘liq maqbul bo‘lgan bir xil vatt zichligi qalin{7}}devorli dizaynning tez buzilishiga olib kelishi mumkin. Ushbu maqola 316 g'ilof devori qalinligi funktsiyasi sifatida vatt zichligini kamaytirish uchun miqdoriy asosni beradi va muhandislarga istalgan quvvat chiqishi va taxminiy xizmat muddati uchun isitish elementlarini belgilash imkonini beradi.

Quvvat zichligi uchun cheklovchi omil sifatida 316 qobiqning issiqlik qarshiligi
Elektr isitish elementining chegaraviy qabul qilinadigan vatt zichligi amalda ichki nikel{0}}xrom qarshilik simining harorati bilan belgilanadi. Tel qotishma tarkibiga qarab doimiy ishlash uchun odatda 800 dan 900 darajagacha bo'lgan oksidlanish chegarasidan past bo'lishi kerak va atrofidagi magniy oksidi izolatsiyasi o'zining dielektrik kuchini saqlab qolishi kerak, bu esa 450 darajadan pastga tusha boshlaydi. Qarshilik simi va qizdirilgan vosita ketma-ket uchta termal qarshilikka ega. Ushbu qarshiliklar MgO izolyatsion qatlam, 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan qobiq devori va qobiqning tashqi tomonidagi suyuqlik chegara qatlamidir. Kam vattli zichlikda, toza, past yopishqoqlikdagi, oddiy oqimga ega suyuqliklar ko'pincha suyuqlik chegara qatlamining dominant qarshiligiga ega. Ammo yuqori vatt zichligi yoki kamroq qulay suyuqlik sharoitlari bilan qobiq devorining qarshiligi muhimroq bo'ladi. 100 gradusda taxminan 15 Vt / m · K issiqlik o'tkazuvchanligi va 316 g'ilof uchun 400 gradusda taxminan 18 Vt / m · K issiqlik o'tkazuvchanligi olinadi. Bunday past o'tkazuvchanlik 1,5 mm qalinlikdagi devor uchun birlik maydoni uchun taxminan 0,0001 m 2 K / Vt issiqlik qarshiligiga aylanadi. Bu qiymat juda oz ko'rinadi, ammo g'ilof devori ustidagi haroratning pasayishi, bu qarshilik issiqlik oqimining barobariga teng. 10 Vt/sm² (100,000 Vt/m²) da 1,5 mm 316 g'ilof ichki yuzadan tashqi yuzasiga taxminan 10 daraja harorat o'zgarishiga ega bo'ladi. 20 Vt/sm2 quvvatda bir xil devor 20 graduslik cho'kishni beradi. 30 Vt/sm^{2} da pasayish 30^{\\circ}C ni tashkil qiladi. Ichki sim allaqachon ruxsat etilgan maksimal haroratga yaqin ishlaganda, bunday raqamlar ahamiyatsiz emas.

Qalinroq g'iloflar vatt zichligini kamaytirishni talab qiladi -- miqdorini aniqlash.
Muayyan jarayon harorati va suyuqlik holati uchun g'ilof devori qalinligining oshishi bir xil ichki sim haroratini saqlab turish uchun vatt zichligini mos ravishda kamaytirishni talab qiladi. Oddiy qalinlik diapazonlari uchun ulanish taxminan chiziqli. Devor qalinligi 1,0 mm bo'lgan 316 g'ilofni ko'rib chiqing, 90 graduslik suv hammomida 15 Vt / sm² da muvaffaqiyatli ishlaydi, ichki simning harorati 700 daraja. Teldan suvgacha bo'lgan umumiy harorat farqi 610 daraja. Bu pasayish qobiq devorida 15 daraja, MgO izolatsiyasida taxminan 100 daraja va suyuqlik chegara qatlamida taxminan 495 daraja. Qopqoq devorining qalinligi 2,0 mm ga ikki baravar oshirilganda, devor bo'ylab harorat farqi bir xil issiqlik oqimi uchun taxminan 30 darajani tashkil qiladi. Ichki sim haroratini 700 darajaga qaytarish uchun umumiy harorat tushishi 610 daraja bo'lishi kerak. MgO tushishi anchagina doimiy va suyuqlik chegara qatlamining pasayishi jarayon parametrlari bilan boshqariladi. Issiqlik oqimi yagona o'zgaruvchan. Vatt zichligini 15 Vt/sm 2 dan taxminan 13,5 Vt/sm ga kamaytirish orqali g'ilof devorining tushishi 15 darajaga qaytadi va shu bilan simning dastlabki haroratini tiklaydi 2 . Bu devor qalinligining 1,0 mm ga oshishi uchun 10% ga pasayishdir. 1,0 mm dan 2,5 mm gacha ko'proq tajovuzkor ko'tarilish uchun talab qilinadigan pasayish taxminan 18% ni tashkil qiladi. Hisob-kitoblar doimiy suyuqlik xususiyatlari bilan amalga oshirildi. Darhaqiqat, qalinroq qobiqlar, shuningdek, ma'lum bir ichki diametr uchun tashqi diametrni kamaytirish orqali suyuqlik chegara qatlamiga ta'sir qiladi. Biroq, ustun ta'sir hali ham metall devorning yuqori elektr qarshiligidir.

Devor qalinligining isitgichning ishlash muddatiga ta'sirini eksperimental tekshirish
Nazariy zaiflashuv munosabatlarining empirik tasdig'i 316 ta o'ralgan immersion isitgichlarning boshqariladigan tezlashtirilgan umrini sinovdan o'tkazish orqali olinadi. Tadqiqotda devor qalinligi 1,2 mm, 1,6 mm va 2,0 mm bo'lgan bir xil isitish moslamalari doimiy vatt zichligi 12 Vt / sm2 bo'lgan 95 graduslik aylanma suv aylanishida ishladi. Barcha isitgichlar bir xil ichki qarshilik simli qotishmasi, MgO siqilish zichligi va ishlab chiqarish tartibi bilan ishlab chiqarilgan. Diametri 1,2 mm bo'lgan qoplamali isitgichlarning o'rtacha ishlamay qolish vaqti 18 000 soatga yetdi, nosozlik qarshilik simining ochiq tutashuvi yoki 1 megohmdan past bo'lgan izolyatsiya qarshiligi sifatida aniqlanadi. 1,6 mm qoplamali isitgichlar o'rtacha 11 500 soat ishlamay qoldi, bu bir xil vatt zichligi va jarayon sharoitlari uchun xizmat qilish muddati 36% ga qisqaradi. 2,0 mm qoplamali isitgichlar faqat 7200 soat davom etdi, bu eng nozik devor guruhiga nisbatan 60% ga pasaydi. Sinov paytida MgO qatlami ichidagi termojuft o'lchovlari shuni ko'rsatdiki, teng vatt zichligida 2,0 mm qoplamali isitgichlarning ichki sim harorati 1,2 mm birliklardan 55 daraja yuqori bo'lgan. Yuqori harorat simning oksidlanishini va MgO ning qarshiligini yo'qotishini tezlashtirdi. Tajriba ilgari topilgan chiziqli ulanishga ko'ra pasaytirilgan vatt zichligi bilan amalga oshirilganda, 1,6 mm guruh uchun 10,5 Vt / sm2 va 2,0 mm guruh uchun 9,5 Vt / sm2, barcha uch guruh 16 000 dan 18 000 soatgacha taqqoslanadigan uzoq umr ko'rishga erishdi. Bu shuni ko'rsatadiki, devor qalinligi isitgichning ishlash muddatini qisqartirishi shart emas, balki qalinroq devorlarni talab qilganda vatt zichligini to'g'ri tushirmaslik muddatidan oldin ishdan chiqish sababidir.

Qo'llash bo'yicha standart 316 qobiq qalinligi va vatt zichligi chegaralari
Quyidagi jadval 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan va odatdagi texnologik suyuqliklarda ishlatiladigan suvga cho'mdiruvchi isitgichlar uchun tavsiya etilgan maksimal vatt zichligi qiymatlarini ko'rsatadi. Bular uzluksiz ishlash, suyuqlikning mo''tadil oqimi (Reynolds soni 4000 dan yuqori) va istalgan ichki sim harorati 750 daraja maks. Turg'un yoki yuqori viskoziteli muhitlar uchun yana 20-30% deating tavsiya etiladi.

Jarayon suyuqligi va tipik harorat 316 Qopqoq devori qalinligi 0,8-1,0 mm 316 qobiq qalinligi 1,2-1,5 mm 316 qobiq qalinligi 1,6-2,0 mm 316 qobiq devori qalinligi 2,2-2,5 mm
Demineralizatsiyalangan suv, 20–60 daraja 18 Vt/sm2 15 Vt/sm2 12 Vt/sm2 10 Vt/sm2
Demineralizatsiyalangan suv 60–95 daraja 15 Vt/sm2 12 Vt/sm2 10 Vt/sm2 8 Vt/sm2
Yengil moy (ISO VG 32), 40-80 daraja 12 Vt/sm² 10 Vt/sm² 8 Vt/sm² 6,5 Vt/sm²
Og'ir moy (ISO VG 220), 80-120 daraja 8 Vt/sm2 6.5 Vt/sm2 5.5 Vt/sm2 4.5 Vt/sm2
Suyultirilgan kislota yoki ishqor eritmasi, 50-80 daraja 10 Vt/sm2 8.5 Vt/sm2 7 Vt/sm2 5.5 Vt/sm2
Past oqim (turg'un suv/tank burchaklari) 8 Vt/sm² 6,5 Vt/sm² 5 Vt/sm² 4 Vt/sm²
Bu qiymatlar oddiy isitgich konstruksiyalari uchun xavfsiz uzluksiz ishlash chegaralaridir. Agar ushbu tavsiyalar oshib ketgan bo'lsa, birlik darhol ishlamay qolmaydi, lekin uning ishlash muddati asta-sekin kamayadi. Tel harorati va oksidlanish tezligi o'rtasidagi eksponensial bog'liqlik tufayli, vatt zichligi maqbul miqdordan 10% ga oshishi bilan isitgichning ishlash muddati odatda 30-40% ga kamayadi.

Qalin devorlarga nisbatan yuqori quvvat chiqishi
Qalin devor 316 g'ilofining mexanik chidamliligini va yuqori quvvat chiqishini talab qiladigan ilovalar uchun ko'rinadigan ziddiyatni yarashtirish uchun uchta muhandislik texnikasi mavjud. Birinchi, eng oddiy usul - elementning isitiladigan uzunligini oshirish va umumiy quvvatni doimiy ravishda ushlab turish. Umumiy quvvat bir xil bo'lishi mumkin bo'lgan uzunlik vatt zichligi yarmida ikki barobar uzunroq bo'ladi. Bu mexanik himoya qilish uchun qalin devorni va ichki simlarning haroratini maqbul diapazondan past darajada ushlab turadi. Savdo -kemaning kattaroq kirish hajmi va, ehtimol, kattaroq moddiy xarajatdir. Ikkinchi usul - isitgich yuzasida suyuqlik oqimini yaxshilash. Suyuqlik chegara qatlamining qarshiligi majburiy aylanish orqali ikki-uch barobar kamayishi mumkin, bu esa o'z navbatida tashqi qobiq haroratini pasaytiradi va qalin devorlar bilan ham yuqori vatt zichligiga imkon beradi. To'g'ri ishlab chiqilgan aylanma halqa turg'un sharoitlarda 2-3 Vt / sm2 quvvatni tiklashi mumkin. Uchinchi yondashuv - intervalgacha ish uchun kattaroq ichki sim harorati uchun ataylab loyihalash. Agar isitgich faqat vaqti-vaqti bilan ishlasa, masalan, kuniga ikki marta ishlatiladigan idishdagi kutish haroratini ushlab turish uchun, har bir tsikl davomida oksidlanish shikastlanishi chegaralanadi. Ushbu shartlar ko'p yillar davomida istalgan xizmat muddatini yo'qotmasdan vatt zichligini uzluksiz tariflarga nisbatan 20-30% ga oshirish imkonini beradi.

Xulosa: Devor qalinligining Vatt zichligi funktsiyasi yolg'iz emas
316 zanglamaydigan po'latdan o'ralgan elektr isitish elementlarini belgilaydigan muhandislar uchun asosiy narsa shundaki, siz devor qalinligi va vatt zichligini mustaqil ravishda tanlay olmaysiz. Yuqori vatt zichlikda ishlaydigan yupqa devorli{2}}isitgich past vatt zichlikda ishlaydigan qalin{2}}devorli isitgich bilan bir xil ichki sim haroratiga ega bo'lishini kutish mumkin. Ikkalasi ham yaxshiroq emas. Ular turli xil mexanik va termal ustuvorliklardir. To'g'ri spetsifikatsiyaga erishish uchun birinchi qadam - bu mavjud cheklovni topish. Bosim, tebranish, eroziya kabi mexanik talablar uchun 2,0 mm yoki undan qalinroq qoplama kerak bo'lganda, ruxsat etilgan vatt zichligi issiqlik qarshiligi tamoyillaridan kelib chiqqan holda chiziqli o'chirish formulasidan foydalangan holda proportsional ravishda kamaytirilishi kerak. Shu bilan birga, kichik konvertda yuqori quvvat zichligiga erishish uchun ichki haroratni nazorat qilish uchun nozikroq qobiq (1,0 mm yoki undan kam) talab qilinadi. Muhandislar isitish moslamasini ishlab chiqaruvchiga jami kerakli quvvat va maksimal devor qalinligini ko'rsatishi va ishlab chiqaruvchidan natijada vatt zichligini hisoblashni va taxminiy xizmat muddatini tasdiqlashni so'rashi kerak. Ushbu hamkorlikdagi yondashuv mexanik jihatdan mustahkam, termal muvozanatli va iqtisodiy jihatdan optimallashtirilgan spetsifikatsiyaga olib keladi - muddatidan oldin nosozlikning yashirin narxidan va haddan tashqari qurilgan dizaynlarning ortiqcha xarajatlaridan qochadi.