Vattide tihedus selgitatud: kassetisoojendi ohututsooni leidmine

Vattide tihedus selgitatud: kassetisoojendi ohututsooni leidmine
Tehnik kasutab läbipõlenud-kassetisoojendi asendamiseks erinevalt{0}}välimusega identset seadet. Need on ühesuurused. Võimsuse ja pinge nimiväärtused on samad. Uus küttekeha läheb aga mõne nädalaga katki. Halb kvaliteet on tehniku ​​süü. Tõeline seletus on seotud vattihedusega – spetsifikatsiooniga, mida kerise sildil harva näidatakse, kuid mis reguleerib kütteseadme töö kõiki aspekte.


Küttekeha iga pinnaühiku kaudu hajutatud elektrienergia kogust näitab vattihedus, mida väljendatakse vattides ruutsentimeetri kohta (W/cm²). 500-vatise võimsusega küttekeha vattihedus, mis on jaotatud 50 cm² pinnale, on 10 W/cm². Kui sama 500 vatti jaotatakse 100 cm² peale, toodetakse ainult 5 W/cm². Takistusjuhtme sisetemperatuur, MgO isolatsiooni pinge ja lõpuks küttekeha tööiga on kõik määratud selle ühe arvuga.

Vattiheduse arvutamiseks peavad olema teada kuumutatud pikkus ja läbimõõt. Vattide tihedus=Koguvõimsus ÷ (π × läbimõõt (cm) × kuumutatud pikkus (cm)) on lihtne valem. Näiteks 12 mm läbimõõduga (1,2 cm) ja 100 mm kuumutatava pikkusega (10 cm) küttekeha pindala on π × 1,2 × 10=37.7 cm². 500 W nimivõimsusega küttekeha vattihedus on 500 ÷ 37.7=13.3 W/cm².

Aastakümnete pikkune kogemus on näidanud, et enamiku tööstuslike rakenduste ohutu ja teostatav vahemik on 5–7 W/cm². Kuumutamiskiirus, temperatuurivõimalused ja pikaajaline-töökindlus on selles vahemikus töötades tasakaalus. Sisemine pinge suureneb oluliselt, kui ületatakse 7 W/cm². Siiski oleks võimalik jääda alla 5 W/cm², kuid selleks oleks nõutava võimsuse tagamiseks vaja pikemaid kütteseadmeid või suuremat läbimõõtu, mis ei ole ruumipiirangute tõttu alati teostatav.

Miks on 5-7 W/cm² efektiivne? Olenevalt sellest, kui hästi soojust ära kandub, saavutab sisetakistustraat nendel tihedustel tavaliselt temperatuuri, mis on 150–250 kraadi võrra kõrgem ümbrise temperatuurist. MgO isolatsioon töötab endiselt ohututes piirides. Olenemata sellest, kas see on Incoloy, 304 roostevaba või 316 roostevaba, jääb ümbrise materjal allapoole oma oksüdatsioonikiirendusläve. Selle tulemusena soojeneb kütteseade väga kiiresti, ilma ennast hävitamata.

Mis juhtub üle 7 W/cm²? Sisetemperatuuri erinevus takistustraadi ja kesta vahel suureneb, kui vati tihedus tõuseb üle 7 W/cm². Oksüdatsioonimäär on umbes kahekordne iga takistustraadi temperatuuri tõus 10 kraadi võrra. Kui traat hakkab materjali kaotama, tekivad kuumad laigud ja selle takistus tõuseb. Põgenenud ahelas kiirendavad kuumad kohad oksüdatsiooni veelgi. Vahepeal kaovad MgO isolatsiooni dielektrilised omadused, kuna see hakkab paagutama. Tulemuseks on oluliselt vähenenud eluiga. Tegelike väliandmete kohaselt võib küttekeha eluiga väheneda nelja või enama korda, kui vattihedust kahekordistatakse 7 W/cm²-lt 14 W/cm²-le.

Mis juhtub alla 5 W/cm². Küttekehale ei kahjusta töötamine ülimadala vatitihedusega. Tegelikkuses pikeneb eluiga peaaegu lõputult väiksema vattiheduse korral. Probleem on praktiline: küttekeha peab olema suurema pindalaga, et saavutada teatud võimsus madala vattiheduse juures. See võib viidata suuremale läbimõõdule, pikemale kuumutatud pikkusele või mõlemale. Seda takistavad sageli füüsilised ruumipiirangud. Ainult 10 cm pikkuse ja 1 cm läbimõõduga ühepealine elektriline küttetoru (tuntud ka kui kassettküttetoru), mis peab tootma 1000 W, võib saavutada uskumatu 32 W/cm². Küttekeha vajaks umbes 45 cm kuumutatud pikkust, et vähendada seda 7 W/cm²-ni, mis on sageli ebapraktiline.

konkreetse rakenduse jaoks ainulaadsed muudatused. Eeldatakse, et soojusjuhtivus ümbritsevasse materjali on mõõdukalt tõhus vahemikus 5–7 W/cm². Pisut suurem vattihedus, kuni 10–12 W/cm², võib olla vastuvõetav suure -juhtivusega materjalide (nt vase või alumiiniumi) puhul, eriti kui tegemist on kitsa sobitumisega. Madala juhtivusega materjalide, nagu plast või roostevaba teras, puhul on palju parem jääda vahemiku alumise piiri juurde (5–6 W/cm²). Õlidesse, mis juhivad soojust aeglaselt, sukelkütte puhul tuleks vattihedus tavaliselt hoida alla 3 W/cm², et vältida lokaalset ülekuumenemist ja õli lagunemist. Kuigi katlakivi kasv võib lõpuks takistada soojusülekannet, sobib vee soojendamiseks sageli 5–7 W/cm².

Roostevabast terasest 316 valmistatud ühepealise elektriküttetoru vattiheduse piirid on võrreldavad roostevabast terasest 304 valmistatud ühepealise elektriküttetoru vattiheduse piirid. Materjali temperatuuriklass on pidevaks tööks umbes 400–500 kraadi. 316 eeliseks ei ole selle võime taluda kõrgemaid temperatuure, vaid pigem vastupidavus korrosioonile. Üleminek versioonile Incoloy 800 on suurepärane võimalus rakenduste jaoks, mis peavad töötama kõrgematel temperatuuridel ja olema korrosioonikindlad.

Liiga suure vattiheduse valimine ruumi säästmiseks on üks sagedasemaid valikuvigu. Kuigi lühem kütteseade näib praktilisem ja kulutõhusam-, hävitab selle suur vattihedus selle kiiresti. Kui kütteseadmeid tuleb uuendada pigem iga paari kuu kui paari aasta tagant, on üldine energiakulu aja jooksul oluliselt suurem. Võimaluse korral valige küttekehad, mille pindala on piisav, et hoida vattihedust vahemikus 5–7 W/cm². Piiratud ruumiga rakenduste puhul kaaluge ühe ülikõrge{7}}tihedusega seadme asemel mitme väiksema küttekeha kasutamist. Erinevate küttetööde jaoks, nagu suured tööstuslikud pressid ja väikesed meditsiiniseadmete vormid, on vaja erinevaid vattihedusega lahendusi, olenevalt nende ainulaadsest soojuskoormusest ja ruumilistest piirangutest.