प्रोसेस हीट में कार्ट्रिज हीटर के लिए वाट घनत्व गणना और सत्यापन

प्रोसेस हीट में कार्ट्रिज हीटर के लिए वाट घनत्व गणना और सत्यापन
गर्म सतह क्षेत्र या वाट घनत्व की प्रति यूनिट नष्ट होने वाली बिजली का प्रोसेस हीट सिस्टम में उपयोग किए जाने वाले इंसर्शन हीटर की दक्षता और जीवनकाल पर सीधा प्रभाव पड़ता है। सही घनत्व का चयन करके, व्यक्ति त्वरित आंतरिक गिरावट और अंडरहीटिंग दोनों से बच सकता है। विश्वसनीय सिस्टम डिज़ाइन के लिए सटीक गणना और उसके बाद के सत्यापन की आवश्यकता होती है।
एक छोटे, बेलनाकार शरीर में, एक कार्ट्रिज हीटर विद्युत ऊर्जा को ऊष्मा में परिवर्तित करता है। व्यास और गर्म लंबाई अकेले ही गर्मी संचरण में शामिल सतह क्षेत्र को निर्धारित करती है; ठंडे सिरों को ध्यान में नहीं रखा जाता है। वाट घनत्व, जिसे आमतौर पर W/cm² या W/in² में रिपोर्ट किया जाता है, की गणना कुल वाट क्षमता को इस गर्म सतह क्षेत्र से विभाजित करके की जाती है। जब यांत्रिक संपर्क अच्छा होता है, तो 5-7 डब्लू/सेमी² रेंज में बनाए रखा गया घनत्व अधिकांश धातु संचालन प्रक्रिया गर्मी अनुप्रयोगों के लिए हीटिंग गति और तत्व स्थायित्व के बीच एक व्यावहारिक संतुलन प्रदान करता है। जबकि कम घनत्व तनाव को कम करता है और निरंतर कर्तव्य प्रदर्शन को बढ़ावा देता है, उच्च घनत्व प्रतिरोध तार और म्यान के बीच तापमान अंतर को बढ़ाता है।
टूलींग और उपकरण डिजाइन में अनुभव इंगित करता है कि गलतियाँ अक्सर वास्तविक व्यास के बजाय नाममात्र व्यास मानने, गर्म लंबाई के बजाय समग्र लंबाई का उपयोग करने, या वास्तविक गर्मी हस्तांतरण पर फिट गुणवत्ता के प्रभाव पर विचार करने में विफल रहने के परिणामस्वरूप होती हैं। वास्तविकता में, एक बड़ा छेद प्रभावी रूप से आंतरिक लोडिंग को बढ़ाता है क्योंकि हवा के अंतराल चालन में बाधा डालते हैं और कुंडल को उसी वितरित गर्मी के लिए अधिक गर्म चलने के लिए मजबूर करते हैं, जबकि एक करीबी रीमेड बोर इच्छित घनत्व की प्राप्ति को सक्षम बनाता है। परिणामस्वरूप, सत्यापन में बोर क्लीयरेंस का भौतिक मूल्यांकन और संख्यात्मक गणना दोनों शामिल हैं।
प्रक्रिया द्रव्यमान को वांछित तापमान तक बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊर्जा और पर्यावरण को होने वाली निरंतर हानि, बिजली के आकार के लिए शुरुआती बिंदु हैं। इसके बाद, एक उपयुक्त सुरक्षा मार्जिन का उपयोग किया जाता है। कुल वाट क्षमता निर्धारित होने के बाद कार्ट्रिज हीटर की संख्या, व्यास और गर्म लंबाई का चयन किया जाता है ताकि अंतिम घनत्व अनुमानित ऑपरेटिंग तापमान और सामग्री चालकता के लिए अनुमत सीमा के भीतर हो। क्योंकि उच्च प्रक्रिया तापमान पर कॉइल तापमान और सामग्री प्रतिबंधों के बीच का अंतर छोटा हो जाता है, अधिकतम सुझाया गया घनत्व आमतौर पर कम हो जाता है।
गणना की गई घनत्व को स्थापना प्रक्रियाओं द्वारा समर्थित किया जाना चाहिए। गर्म भाग के पूर्ण सम्मिलन, स्वच्छ गुहाओं और कम निकासी के कारण म्यान से गर्मी प्रभावी ढंग से निकलती है। यह सत्यापित करना आसान है कि सिस्टम इच्छित कार्य कर रहा है जब केवल हीटर शीथ के बजाय प्रक्रिया स्थितियों की निगरानी के लिए तापमान सेंसर लगाए जाते हैं। अपर्याप्त कुल शक्ति के बजाय अपर्याप्त संपर्क, अक्सर यही कारण होता है कि जब हीटर अधिकतम आउटपुट पर चल रहा होता है तो सतह के तापमान में कमी आती है। समय के साथ बोर का विस्तार जीवन को उत्तरोत्तर कम कर सकता है और प्रभावी घनत्व बढ़ा सकता है; बार-बार आयामी जांच से उपचारात्मक कार्रवाई संभव हो पाती है।
जब वाट घनत्व की गणना वास्तविक गर्म सतह पर की जाती है, वास्तविक फिट के विरुद्ध जांच की जाती है, और तापमान और सामग्री की उचित सीमा के भीतर बनाए रखा जाता है, तो प्रक्रिया ताप प्रणाली अधिक विश्वसनीय परिणाम उत्पन्न करती है। इसलिए, सामान्य अधिकतम रेटिंग पर भरोसा करने के बजाय, अलग-अलग तापीय द्रव्यमान, चक्र आवृत्तियों और ताप हानि पैटर्न के कारण समान रूप से कठोर घनत्व मूल्यांकन की आवश्यकता होती है।