में एककारतूस हीटरवायुमंडलीय दबाव पर काम करते हुए, तापमान प्रवणता को संवहनी शीतलन द्वारा प्रबंधित किया जाता है। खुली सतहों पर बहने वाली हवा तापमान को बराबर करने और तनाव को कम करने में मदद करती है। उस हवा को दूर खींचें, और तस्वीर नाटकीय रूप से बदल जाएगी। निर्वात में, तापमान प्रवणता तीव्र हो जाती है, और परिणामस्वरूप थर्मल तनाव नष्ट हो सकता हैकारतूस हीटरइसे वायुमंडलीय उपयोग के लिए पूरी तरह से डिज़ाइन किया गया था।
एक पर विचार करेंकारतूस हीटर300 मिमी की गर्म लंबाई के साथ, 250 मिमी के लिए एक धातु ब्लॉक में एम्बेडेड, 50 मिमी की बिना गरम लंबाई के टर्मिनलों तक ले जाता है। हवा में, खुला हुआ बिना गर्म किया हुआ भाग गर्म किये हुए भाग की तुलना में 50 डिग्री ठंडा हो सकता है। निर्वात में, बिना संवहन के, तापमान का अंतर 200 डिग्री या उससे अधिक तक बढ़ सकता है। गर्म और बिना गर्म किए खंडों के बीच संक्रमण क्षेत्र एक तनाव एकाग्रता बिंदु बन जाता है।
यह विभेदक विस्तार यांत्रिक तनाव पैदा करता है। गर्म भाग ठंडे भाग की तुलना में अधिक फैलता है। संक्रमण के समय सामग्री दो दिशाओं में खींची जाती है। समय के साथ, या एक गंभीर चक्र में, यह दरार का कारण बन सकता है, विशेष रूप से कम लचीलेपन वाली सामग्रियों में। निर्वात में, जहां विफलताएं विनाशकारी होती हैं और अक्सर बहुत देर तक अदृश्य रहती हैं, थर्मल तनाव को रोकना आवश्यक है।
समाधान डिज़ाइन से शुरू होता है. वैक्यूमकारतूस हीटरअक्सर बिजली घनत्व में अचानक परिवर्तन के बजाय क्रमिक परिवर्तन शामिल होते हैं। प्रतिरोध तार को परिवर्तनीय पिच के साथ घाव किया जा सकता है, जिससे तापमान प्रोफ़ाइल को सुचारू करने के लिए ठंडे सिरे के पास कम वाट घनत्व प्रदान किया जा सकता है। कुछ डिज़ाइन विस्तारित कोल्ड पिन का उपयोग करते हैं जो संक्रमण बिंदु को गर्म क्षेत्र से दूर ले जाते हैं, जिससे महत्वपूर्ण सील क्षेत्र में ढाल कम हो जाती है।
म्यान सामग्री का चुनाव तनाव सहनशीलता को प्रभावित करता है। इनकोनेल जैसे निकल आधारित मिश्र धातुओं में स्टेनलेस स्टील की तुलना में बेहतर उच्च तापमान शक्ति और लचीलापन होता है, जो उन्हें थर्मल थकान के प्रति अधिक प्रतिरोधी बनाता है। अत्यधिक साइकलिंग अनुप्रयोगों के लिए, इन सामग्रियों को प्राथमिकता दी जाती है, भले ही आधार तापमान को स्टेनलेस द्वारा नियंत्रित किया जा सके।
स्थापना प्रथाएँ तापीय तनाव को भी प्रभावित करती हैं। एकारतूस हीटरजो कि दोनों सिरों पर मजबूती से जकड़ा हुआ है, उसे स्वतंत्र रूप से विस्तार करने की अनुमति की तुलना में अधिक तनाव का अनुभव होगा। वैक्यूम सिस्टम में, हीटर को उसके माउंटिंग में तैरने की अनुमति देना आम बात है, जिसका केवल एक सिरा सकारात्मक रूप से स्थित होता है। तापमान में परिवर्तन होने पर दूसरा सिरा हिलने-डुलने के लिए स्वतंत्र होता है।
पावर-अप क्रम मायने रखता है। ठंड से तीव्र शक्ति अनुप्रयोग सबसे तीव्र संभव ढाल बनाता है। बिजली को धीरे-धीरे बढ़ाने से, वर्गों के बीच तापमान का अंतर कम हो जाता है, और विस्तार अधिक समान रूप से होता है। कई वैक्यूम भट्टियां हीटिंग तत्वों की सुरक्षा के लिए विशेष रूप से प्रोग्राम किए गए रैंप दरों को शामिल करती हैं।
अनुभव के अनुसार, थर्मल तनाव विफलताएं अक्सर अधिकतम तापमान पर नहीं बल्कि कूलडाउन के दौरान होती हैं। जैसे ही सिस्टम ठंडा होता है, गर्म खंड ठंडे खंड की तुलना में तेजी से सिकुड़ता है, जिससे तन्य तनाव पैदा होता है जो भंगुर सामग्री को तोड़ सकता है। नियंत्रित ताप की तरह नियंत्रित शीतलन, इस जोखिम को कम करता है।
संक्षेप में, तापमान प्रवणता और थर्मल तनाव का प्रबंधन वैक्यूम का एक महत्वपूर्ण पहलू हैकारतूस हीटरआवेदन पत्र। वैरिएबल वाट घनत्व जैसी डिज़ाइन सुविधाओं से लेकर रैंप पावर जैसी परिचालन प्रथाओं तक, प्रत्येक तत्व तनाव कम करने में योगदान देता है। मांग वाले थर्मल चक्र वाले सिस्टम के लिए, पेशेवर थर्मल विश्लेषण यह सुनिश्चित करता है किकारतूस हीटरतनाव को कम करने और जीवन को अधिकतम करने के लिए डिज़ाइन और ऑपरेटिंग प्रोफ़ाइल का मिलान किया जाता है।
