कार्ट्रिज हीटर की दीर्घायु के लिए क्लीयरेंस का महत्व: थर्मल विस्तार और फिट

कार्ट्रिज हीटर की दीर्घायु के लिए क्लीयरेंस का महत्व: थर्मल विस्तार और फिट

ऐसा कार्ट्रिज हीटर स्थापित करना एक अच्छा विचार प्रतीत होता है जो आसानी से बोर में फिट हो जाता है। एक हीटर जिसे हथौड़े से डालने की आवश्यकता होती है वह उपयुक्त नहीं लगता है। उल्लेखनीय रूप से, यदि हीटर और बोर के बीच की निकासी गलत है, तो दोनों स्थितियों में समान रूप से सीमित सेवा जीवन हो सकता है। सही फिट सहनशीलता इस बात को प्रभावित करती है कि 321 स्टेनलेस स्टील सिंगल हेड इलेक्ट्रिक हीटिंग ट्यूब हफ्तों या वर्षों तक चलती है या नहीं। इसे थर्मल विस्तार को समझकर समझाया जा सकता है, जो वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा गर्म होने पर हीटर और आसपास की धातु का विस्तार होता है।


सर्वोत्तम परिणामों के लिए, एक मानक विनिर्देश के लिए परिवेश के तापमान पर 0.05–0.10 मिमी की व्यास निकासी की आवश्यकता होती है। एक बार जब सब कुछ परिचालन तापमान पर पहुंच जाता है, तो यह क्लीयरेंस हल्के हाथ से प्रवेश की अनुमति देते हुए धातु से {{3} से {4} धातु संपर्क सुनिश्चित करता है। लगभग 17.2 × 10⁻◦ / डिग्री के थर्मल विस्तार के गुणांक के साथ, 321 स्टेनलेस स्टील सिंगल हेड इलेक्ट्रिक हीटिंग ट्यूब गर्म होने पर फैलती है। 20 डिग्री से 600 डिग्री तक गर्म करने पर, 10 मिमी व्यास वाला हीटर लगभग 0.10 मिमी तक फैलता है। आसपास की धातु कम फैलती है, आमतौर पर टूल स्टील, जिसका विस्तार गुणांक कम होता है (11-13 × 10⁻◦ / डिग्री)। परिणामस्वरूप, हीटर बोर के अंदर कसकर फिट हो जाता है और परिचालन तापमान पर निकासी गायब हो जाती है।

तापमान पर भी, हीटर कभी भी पूरी तरह से बोर की दीवार से संपर्क नहीं करता है यदि ठंड निकासी बहुत अधिक है, मान लीजिए 0.20 मिमी या अधिक। अभी भी हवा का अंतर है. वायु द्वारा ऊष्मा का संचालन बहुत खराब होता है (धातुओं के लिए 15-50 W/m·K के विपरीत लगभग 0.026 W/m·K)। कार्ट्रिज हीटर की आंतरिक गर्मी प्रभावी ढंग से बच नहीं सकती है। आंतरिक तापमान तेजी से बढ़ता है, डिज़ाइन की सीमा से बहुत ऊपर। एमजीओ इन्सुलेशन ख़राब हो जाता है और प्रतिरोध तार जल्दी ऑक्सीकृत हो जाता है। 5,000 घंटों के बजाय, 0.20 मिमी अंतर के साथ चलने वाला हीटर 500 के बाद विफल हो सकता है।

दूसरी ओर, 0.02 मिमी से कम या नकारात्मक (हस्तक्षेप फिट) {{2} बहुत छोटी ठंड निकासी {{0}और अधिक समस्याओं का कारण बनती है। जब हीटर को एक छोटे आकार के बोर में डाला जाता है तो म्यान संकुचित हो जाता है, जिससे अंदर एमजीओ इन्सुलेशन टूट सकता है। जब प्रतिरोध तार असमान संपीड़न के कारण म्यान के सीधे संपर्क में आता है तो स्थानीय हॉट स्पॉट उत्पन्न होते हैं। इन गर्म क्षेत्रों के आवरण के माध्यम से पिघलने के कारण जमीनी दोष उत्पन्न होते हैं। जबरन डालने के यांत्रिक तनाव के कारण प्रतिरोध तार या आंतरिक लीड कनेक्शन भी टूट सकते हैं। एक बिल्कुल नया हीटर चालू करने से पहले हथौड़े के एक झटके से नष्ट किया जा सकता है।

प्रभावी क्लीयरेंस बोर सतह फिनिश से भी प्रभावित होता है। सतह की अनियमितताओं के साथ एक खुरदरे बोर द्वारा संपर्क स्थानों पर निकासी को प्रभावी ढंग से कम कर दिया जाता है, जिससे अन्यत्र रिक्तियां रह जाती हैं। 1.6μm Ra या इससे अधिक की सतह पॉलिश की सलाह दी जाती है। यहां तक ​​कि जब औसत निकासी सही लगती है, तब भी दिखाई देने वाली मशीनिंग लाइनों या खरोंचों के साथ बोरों द्वारा असमान संपर्क बनाया जाता है, जो गर्मी हस्तांतरण दक्षता को कम करता है। सर्वोत्तम परिणाम रीमेड या ऑन्ड बोर से प्राप्त होते हैं।

उन अनुप्रयोगों के बारे में क्या जिनके लिए तेज़ साइकिलिंग या बड़े तापमान परिवर्तन की आवश्यकता होती है? थर्मल विस्तार में अंतर काफी अधिक महत्वपूर्ण हो जाता है। जब 321 स्टेनलेस स्टील सिंगल हेड इलेक्ट्रिक हीटिंग ट्यूब को बार-बार गर्म और ठंडा किया जाता है, तो हीटर और बोर के बीच का इंटरफ़ेस मामूली सापेक्ष गति से गुजरता है। यदि कम तापमान पर फिट बहुत तंग है तो हीटर गर्मी के दौरान स्वतंत्र रूप से विस्तार नहीं कर सकता है, जिससे संपीड़ित दबाव बनता है जिससे म्यान झुक सकता है। यदि फिट बहुत ढीला है, तो हीटर प्रत्येक चक्र के साथ चलते समय म्यान और बोर की सतह को घिसता है। इन साइकलिंग प्रभावों को 0.05–0.10 मिमी की आदर्श निकासी सीमा द्वारा ध्यान में रखा जाता है।

खेत की माप व्यवहारिक रूप से की जानी चाहिए। एक माइक्रोमीटर से हीटर के व्यास को उसकी लंबाई के साथ तीन बार मापें। प्लग गेज या बोर गेज का उपयोग करके विभिन्न गहराई पर छेद के व्यास को मापें। अंतर निर्धारित करें. 9.95 मिमी के मापे गए व्यास के साथ 321 स्टेनलेस स्टील सिंगल हेड इलेक्ट्रिक हीटिंग ट्यूब के लिए 10.00-10.05 मिमी के बोर की आवश्यकता होती है। क्योंकि उनका मानना ​​है कि "10 मिमी हीटर" "10 मिमी छेद" में फिट बैठता है, कई रखरखाव टीमें इस चरण को छोड़ देती हैं। सुझाई गई सीमा के बाहर फिट होना दोनों घटकों पर विनिर्माण सहनशीलता के संचय के परिणामस्वरूप हो सकता है।

बड़े आकार के या घिसे-पिटे बोर वाले मौजूदा उपकरणों को अपग्रेड करते समय सब कुछ नष्ट नहीं होता है। एक उचित फिट की तुलना में, गर्मी हस्तांतरण यौगिक (थर्मली कंडक्टिव पेस्ट) 0.3 मिमी जैसे छोटे अंतराल को भरकर गर्मी हस्तांतरण में सुधार कर सकते हैं। यद्यपि वे स्थापना को जटिल बनाते हैं, हीटर के चारों ओर लपेटे गए तांबे के शिम भी निकासी ले सकते हैं। नया हीटर स्थापित करने से पहले, कार्रवाई का सबसे अच्छा तरीका अभी भी बोर को उचित आकार में मशीन या रीम करना है।

प्रत्येक हीटिंग एप्लिकेशन की ज्यामिति, सामग्री और ऑपरेटिंग तापमान अलग-अलग होते हैं। पेशेवर थर्मल इंजीनियरिंग में, उचित बोर सहनशीलता को केवल व्यापक दिशानिर्देशों के बजाय सटीक विस्तार गणनाओं का उपयोग करके निर्दिष्ट किया जाता है।