Termošoki väsimise seadus: düüsikütteseadmete termopaari stabiilsuse erinevus korduva külma ja kuuma tsükli korral
Seadmete sagedane käivitamine ja seiskamine tekitavad düüsikütteseadmetele korduva külma ja kuuma termilise šoki, muutudes komponentide vananemise ja temperatuuri kõikumise peamiseks teguriks. Erinevalt pikaajalisel-konstantse-temperatuuril töötavatest tünnisoojenditest taluvad düüsikütteseadmed iga päev kümneid temperatuuritõusu ja languse tsükleid. Pikaajaline -termilise šoki väsimus muudab sisemist konstruktsiooni stabiilsust ja soojustakistust, mille tulemuseks on termopaari parameetrite pidev triivimine. Tsüklilise väsimustesti andmete kohaselt näitavad kolm peavoolu düüsikütteseadet korduva termilise šoki korral täiesti erinevat väsimusevastast-jõudlust ja triivireegleid.
Vilguotsikuga küttekehad on kõige nõrgema termošoki väsimuskindlusega. Kihilisel vilgukivist isolatsioonil on nõrk struktuurne sidumisjõud ning korduv soojuspaisumine ja kokkutõmbumine põhjustavad isolatsioonikihtide järkjärgulist lõdvenemist ja eraldumist. Väsimusdeformatsioonist tekkivad mikrolüngad muudavad sisemist soojusülekande teed, mille tulemuseks on ebastabiilne soojusväljund. Pärast pikaajalist-tsüklilist väsimust muutub termopaari lugemise viivitus ja ületamine üha ilmsemaks ning temperatuuri reguleerimise täpsus väheneb aasta-aastalt. Tugev väsimusdeformatsioon põhjustab lokaalse lühise ja küttekeha läbipõlemise.
Keraamilistel düüsidega küttekehadel on suurepärane soojuslöögikindlus keskmisel ja kõrgel temperatuuril. Jäigadel keraamilistel isolatsioonimaterjalidel on stabiilsed füüsikalised omadused, need ei deformeeru ega lõdvene korduva soojuspaisumise ja kokkutõmbumise korral ning konstruktsiooni väsimuskindlus ületab palju vilgukivist struktuure. Pikaajaline -tsükliline töö säilitab stabiilse sisemise soojustakistuse ja soojusväljundi madala termopaari triivi amplituudiga. Ainus väsimusdefekt on keraamika rabedus ja termilise pinge akumuleerumine pikaajalisel-jalgrattasõidul võib põhjustada peidetud mikropragusid, moodustades lokaalseid soojushälbepunkte.
Vasest valatud düüsidega küttekehadel on kõige tugevam -termilise šoki väsimusevastane jõudlus. Integreeritud valustruktuuril pole kihilisi lünki ega segmenteeritud splaissipunkte ning sisemine struktuur jääb lõpmatu termilise tsükli korral puutumatuks. Vaskmaterjalil on suurepärane termilise stressi vabastamise võime, mis suudab kiiresti tasakaalustada soojuspaisumise ja kokkutõmbumise pinget ilma struktuurse deformatsiooni või soojustakistuse mutatsioonita. Pikaajaline-tsükliline töö välistab peaaegu väsimuse triivi ja termopaari jälgimise täpsus jääb ühtlaseks kogu hooldustsükli vältel.
Termošoki tsüklilise katse andmed kvantifitseerivad väsimuse triivi erinevused. Pärast 5000 külma ja kuuma vahelduvat tsüklit tekitavad vilgupihustiga küttekehad termopaari triivi 2,0 kraadi ja struktuurse väsimuse kahjustuse määr on 7,8%. Keraamilised düüsikütteseadmed tekitavad triivi 0,6 kraadi ja varjatud pragude purunemise määr on 2,1%. Vasest valatud düüsiküttekehad tekitavad triivi 0,2 kraadi piires, ilma konstruktsiooniväsimiseta.
Termošoki väsimuskindlus määrab otseselt{0}}kõrgsageduslike{1}}tootmisliinide pikaajalise stabiilsuse. Düüsikütteseadmete tüüpide mõistlik sobitamine vastavalt tootmistsükli sagedusele ja sihipärase termopaari väsimuse kompenseerimise kalibreerimine võib komponentide vananemist tõhusalt edasi lükata ja säilitada survevalupihustite pikaajalist täpset temperatuurikontrolli.
