वाट घनत्व की व्याख्या करना और कार्ट्रिज हीटर के सुरक्षित संचालन क्षेत्र का निर्धारण करना

वाट घनत्व की व्याख्या करना और कार्ट्रिज हीटर के सुरक्षित संचालन क्षेत्र का निर्धारण करना

समान आकार के कार्ट्रिज हीटर का उपयोग करने वाली दो समान मशीनें अक्सर रखरखाव विभागों में देखी जाती हैं, लेकिन हीटर का एक सेट दूसरे की तुलना में दोगुना समय तक चलता है। वाट घनत्व, एक डिज़ाइन तत्व जिसकी कभी-कभी गलत व्याख्या की जाती है या प्रतिस्थापन ऑर्डर के दौरान पूरी तरह से उपेक्षा की जाती है, अक्सर वही होता है जो अंतर पैदा करता है। लंबे समय तक चलने वाले कार्ट्रिज हीटर का चयन करते समय सबसे महत्वपूर्ण विचार वाट घनत्व को समझना है।


304 स्टेनलेस स्टील सिंगल हेड हीटिंग ट्यूब के गर्म सतह क्षेत्र से विभाजित बिजली उत्पादन वाट घनत्व है, जिसे वाट प्रति वर्ग सेंटीमीटर (डब्ल्यू/सेमी²) या वाट प्रति वर्ग इंच (डब्ल्यू/इंच²) में मापा जाता है। वाट घनत्व=कुल वाट क्षमता ÷ (π × व्यास × गर्म लंबाई) एक सरल सूत्र है। यह आंकड़ा थर्मल तनाव की सटीक मात्रा को इंगित करता है जिसे कार्ट्रिज हीटर के म्यान को झेलना होगा। जब वाट घनत्व कम होता है तो गर्मी एक विस्तृत क्षेत्र में फैल जाती है, जिससे मध्यम आवरण तापमान बना रहता है। 304 स्टेनलेस स्टील सिंगल हेड हीटिंग ट्यूब उच्च वाट घनत्व के कारण काफी अधिक गर्म होती है, जो समान शक्ति को एक छोटे क्षेत्र में केंद्रित करती है।

पर्याप्त क्षेत्र अनुभव के अनुसार, धातु के सांचे में कार्ट्रिज हीटर का उपयोग करने वाले अधिकांश सामान्य औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए एक सुरक्षित ऑपरेटिंग रेंज 5-7 W/cm² (लगभग 32-45 W/in²) है। एक विशिष्ट 304 स्टेनलेस स्टील सिंगल हेड हीटिंग ट्यूब महत्वपूर्ण ऑक्सीकरण या आंतरिक तार थकान का अनुभव किए बिना इस विंडो के भीतर 500 डिग्री तक के म्यान तापमान को बनाए रख सकती है। यदि वॉट घनत्व 5 डब्ल्यू/सेमी² से कम है तो कार्ट्रिज हीटर बेहद रूढ़िवादी और लंबे समय तक चलने वाला होगा, लेकिन इसे उच्च सेट बिंदु तक तेजी से पहुंचने में परेशानी हो सकती है। यदि वाट घनत्व 7 डब्ल्यू/सेमी² से ऊपर बढ़ जाता है तो समयपूर्व विफलता की संभावना काफी बढ़ जाती है। यहां तक ​​कि एक अच्छी तरह से रखे गए कार्ट्रिज हीटर का जीवनकाल भी 10 W/cm² या उससे अधिक पर काफी कम हो जाएगा।

7 W/cm² से अधिक होने पर विफलता क्यों होती है? कार्ट्रिज हीटर का प्रतिरोध तार ऐसे तापमान पर चलता है जो म्यान की सतह से लगभग 100-150 डिग्री अधिक होता है। यदि शीथ को 500 डिग्री पर संचालित करने के लिए बनाया गया है तो तार 650 डिग्री पर हो सकता है, जो अभी भी निकल क्रोमियम मिश्र धातुओं के लिए उपयुक्त है। हालाँकि, यदि वाट घनत्व म्यान को 600 डिग्री तक बढ़ा देता है, तो तार 750-800 डिग्री तक पहुंच सकता है, जिससे अनाज की वृद्धि तेज हो जाती है, भंगुरता होती है, और अंततः जल जाती है। उच्च तापमान पर, कॉम्पैक्ट एमजीओ इन्सुलेशन भी तेजी से खराब हो जाता है, इसकी ढांकता हुआ ताकत खो जाती है और शॉर्ट सर्किट या लीक का कारण बनती है।

यह बात वास्तविक -विश्व मामले से प्रदर्शित होती है। 10 मिमी के व्यास और 100 मिमी की गर्म लंबाई के साथ 304 स्टेनलेस स्टील से बनी एकल -हेड हीटिंग ट्यूब के बारे में सोचें। इसके परिणामस्वरूप सतह का क्षेत्रफल लगभग 31.4 सेमी² हो जाता है। 5-7 डब्लू/सेमी² सीमा के भीतर रहने के लिए अधिकतम सुरक्षित वाट क्षमता 157 और 220 वॉट के बीच है। यदि किसी ऑपरेटर को समान आकार के कार्ट्रिज हीटर से 500 वाट की आवश्यकता होती है, तो वाट घनत्व लगभग 16 W/cm² तक बढ़ जाता है। 304 स्टेनलेस स्टील से बना सिंगल हेड हीटिंग टयूबिंग संभवतः कुछ दिनों या हफ्तों में टूट जाएगा। कम वाट क्षमता का उपयोग करने के बजाय, समाधान लंबी गर्म लंबाई (उदाहरण के लिए, 200 मिमी) या बड़े व्यास (उदाहरण के लिए, 16 मिमी) का उपयोग करके सतह क्षेत्र को बढ़ाना है। इसके बजाय उच्च तापमान वाली शीथ सामग्री का उपयोग करें, जैसे इंकोलॉय 800, जो विशिष्ट उपयोगों के लिए 15-20 डब्लू/सेमी² तक की वाट घनत्व का सामना कर सकती है।

आसपास के द्रव्यमान की तापीय चालकता एक अतिरिक्त तत्व है। क्योंकि एल्यूमीनियम स्टेनलेस स्टील टूलींग की तुलना में अधिक तेजी से गर्मी को अवशोषित करता है, एल्यूमीनियम में डाला गया एक कार्ट्रिज हीटर (उच्च तापीय चालकता) एक बड़े वाट घनत्व का प्रबंधन कर सकता है। इसी प्रकार, चलती या हवा के संपर्क में आने वाले अनुप्रयोग में उपयोग किए जाने वाले कार्ट्रिज हीटर के लिए व्युत्पन्न करना आवश्यक हो सकता है।

रिप्लेसमेंट हीटर का ऑर्डर देने वाले उपभोक्ताओं के लिए सलाह सीधी है: केवल भौतिक आयाम, शक्ति और वोल्टेज से मेल न खाएं। वाट घनत्व भी निर्धारित करें। यदि सामान्य 304 स्टेनलेस स्टील सिंगल हेड हीटिंग ट्यूब का मूल्य 7 डब्लू/सेमी² से अधिक है, तो अपने विकल्पों के बारे में तकनीकी स्रोत से परामर्श लें। हालाँकि कम वाट घनत्व डिज़ाइन के लिए थोड़ा बड़ा हीटर कैविटी आवश्यक हो सकता है, लेकिन विश्वसनीयता का लाभ बहुत बड़ा है। खाद्य प्रसंस्करण, पैकेजिंग और पॉलिमर सहित कई औद्योगिक क्षेत्रों में वाट घनत्व मानक अलग-अलग हैं। एक आकस्मिक खरीदार एक सूचित विनिर्देशक बन सकता है जो इस विनिर्देश को समझना सीखकर दीर्घकालिक विफलताओं को रोकता है।