Dewis Deunydd ar gyfer -Gwresogyddion Cetris 80 gradd - Beth Sy'n Gweithio Mewn gwirionedd
Pan fydd gwresogydd cetris yn methu ar -80 gradd, anaml y mae'r achos yn amlwg o'r tu allan. Efallai y bydd y wain yn edrych yn gyfan. Gall y gwifrau ymddangos yn gadarn. Ond yn fewnol, mae'r priodweddau materol a wnaeth y gwresogydd yn weithredol ar dymheredd ystafell wedi newid yn llwyr.
Y broblem sylfaenol yw crebachiad thermol. O dymheredd ystafell i dymheredd cryogenig, mae dur di-staen yn crebachu tua 0.3%, tra bod aloion Inconel yn crebachu tua 0.2%. Mae'r gwahaniaeth hwn mewn cyfraddau crebachu rhwng y wain, inswleiddio, a gwifren gwrthiant yn creu pwysau mewnol na all cystrawennau safonol eu trin. Y canlyniadau yw micro-toriadau yn yr inswleiddiad, bylchau yn y rhyngwynebau, ac yn y pen draw, methiant trydanol.
Mae dewis deunydd gwain yn bwynt penderfyniad hollbwysig. Mae dur di-staen 304 yn gwasanaethu'n ddigonol ar gyfer gwresogi diwydiannol cyffredinol, ond mae'n mynd yn frau ar dymheredd cryogenig, gan ei gwneud yn fwy agored i dorri asgwrn oherwydd sioc thermol neu straen mecanyddol. Mae graddau Austenitig 321 a 316 yn cynnig gwell hydwythedd oherwydd bod eu microstrwythur yn parhau'n sefydlog. Ar gyfer y cymwysiadau mwyaf heriol, mae aloion cromiwm Inconel 600 neu nicel arbenigol yn dangos ymwrthedd uwch i sioc thermol wrth feicio rhwng -80 gradd a thymheredd gweithredu sy'n cyrraedd cannoedd o raddau uwchlaw sero. Mae'r aloion hyn yn cynnal cywirdeb mecanyddol ar draws y sbectrwm tymheredd cyfan.
Mae'r inswleiddiad magnesiwm ocsid sydd wedi'i bacio y tu mewn i unedau confensiynol yn destun newidiadau crisialog cynnil ar dymheredd cryogenig. Mae technegau cywasgu dwysedd uchel, sy'n cyflawni dwysedd uwch na 3.2 gram y centimetr ciwbig, yn hanfodol ar gyfer cynnal cyfanrwydd adeileddol. Mae gweithgynhyrchwyr premiwm yn defnyddio dulliau adeiladu swaged sy'n cywasgu powdr magnesiwm ocsid i'w ddwysedd mwyaf, gan ddileu gwagleoedd lle gallai anwedd gasglu. Mae hyn yn sicrhau trosglwyddiadau gwres yn effeithlon hyd yn oed pan fydd y tymheredd y tu allan yn ceisio ei lusgo i lawr.
Mae'n rhaid i'r wifren gwrthiant ei hun-yn nodweddiadol aloi cromiwm nicel fel NiCr 80/20-ddangos priodweddau trydanol sefydlog dros yr ystod tymheredd llawn. Ar -80 gradd , gall aloion nicel-cromiwm fod â 10-15% yn llai o wrthiant nag ar dymheredd amgylchynol. Gall gwresogydd sy'n tynnu 10A ar 20 gradd dynnu 11-12A wrth ddechrau mewn amodau cryogenig. Rhaid rhoi cyfrif am yr ymddygiad cychwyn oer hwn wrth ddylunio'r cyflenwad pŵer a'r system reoli.
Mae cyfernod ehangu thermol yn dod yn ystyriaeth dylunio sylfaenol. Mae anghysondebau rhwng gwainiau gwresogyddion a gwaith metel o'i amgylch yn cynhyrchu grymoedd gwasgu yn ystod cyfnodau oeri. Mae cydrannau mewnol yn defnyddio aloion gyda chyfernodau ehangu thermol cyfatebol i atal cracio mewnol wrth i'r tymheredd newid. Mae'r manylebau deunydd hyn yn codi costau cynhyrchu, ond maent yn lleihau amlder ailosod.
Mae terfynu trydanol yn gofyn am sylw arbennig mewn amgylcheddau cryogenig. Mae cysylltiadau crimp safonol yn crebachu ar gyfraddau gwahanol na gwifrau gwresogyddion, gan greu cyffyrdd gwrthsefyll uchel sy'n cynhyrchu gwres lleol. Mae cysylltiadau arian wedi'u sodro neu bresyddu, wedi'u selio â chyfansoddion epocsi wedi'u graddio ar gyfer ymwrthedd sioc thermol, yn cynnal cywirdeb dargludedd ar draws y sbectrwm tymheredd. Mae blychau terfynell safonol a morloi epocsi yn torri o fewn yr ychydig gylchoedd tymheredd cyntaf, yn gollwng lleithder, ac yn creu risgiau trydanol. Mae datrysiadau peirianyddol a brofwyd ar gyfer gwasanaeth cryogenig-seliau cywasgu arbenigol, porthwyr hermetig, a chaledwedd cysylltu â sgôr cryogenig-yn mynd i'r afael â'r problemau hyn.
Nid yw'r dewis o ddeunyddiau ar gyfer gwresogydd cetris a fwriedir ar gyfer gwasanaeth -80 gradd yn ymwneud â dewis yr opsiwn drutaf. Mae'n ymwneud â chyfateb priodweddau deunydd â gofynion thermol penodol y cais. Mae gan wresogydd cetris tiwb gwresogi trydan un pen ar gyfer sychwr rhewi labordy ofynion gwahanol nag un ar gyfer cyfleuster storio oer fferyllol, ac mae'r rheini'n wahanol eto i offer profi awyrofod. Mae deall y gwahaniaethau hyn yn hanfodol ar gyfer pennu gwresogydd a fydd yn perfformio'n ddibynadwy dros ei oes gwasanaeth arfaethedig.
