Y Perygl Cudd o Anwybyddu Dwysedd Watiau mewn Gwresogydd Cetris
Mae gwresogydd cetris yn methu ar ôl dim ond tair wythnos o weithredu. Mae'r peiriant yn stopio. Mae llinellau cynhyrchu yn dod i ben. Mae costau adnewyddu yn cynyddu. A'r rhan rhwystredig? Roedd y gwresogydd i'w weld yn cyfateb yn berffaith i'r cais ar bapur. Roedd y foltedd yn gywir. Roedd y watedd yn edrych yn iawn. Roedd y diamedr a'r hyd yn cyfateb yn union i'r twll wedi'i ddrilio. Felly beth aeth o'i le?
Mae'r ateb yn aml yn gorwedd mewn un paramedr a anwybyddir: dwysedd wat. Diffinnir dwysedd wat ar gyfer tiwb gwresogi trydan un pen fel y pŵer sy'n cael ei wasgaru fesul uned o'r wyneb gwain wedi'i gynhesu. Mae ei gyfrifo yn syml - rhannwch gyfanswm y watedd â'r arwynebedd wedi'i gynhesu (π × diamedr × hyd wedi'i gynhesu). Ac eto mae llawer o ddylunwyr offer yn hepgor y cyfrifiad hwn yn llwyr, a gall y canlyniadau fod yn ddifrifol.
Pam mae dwysedd wat mor bwysig i wresogydd cetris? Dychmygwch geisio gorfodi gormod o gerrynt trydanol trwy barth gwresogi bach. Mae'r wifren gwrthiant mewnol yn gorboethi, mae'r inswleiddiad magnesiwm ocsid yn torri i lawr o dan straen thermol, ac mae'r wain fetel yn ocsideiddio neu hyd yn oed yn toddi. Mae tymheredd mewnol uchel yn cyflymu heneiddio'n ddramatig. Gall gwresogydd cetris sy'n gweithredu ar ddwysedd wat uwch na 15 W/cm² mewn twll sydd wedi'i osod yn wael fethu o fewn dyddiau.
Dyma ychydig o ganllawiau ymarferol wedi'u tynnu o brofiad maes. Ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau diwydiannol sy'n cynnwys mowldiau metel, marw, neu blatennau, mae ystod dwysedd wat o 5 i 7 W / cm² yn cynrychioli'r man melys ar gyfer cydbwyso cyflymder gwresogi a bywyd gwasanaeth. Mae dwyseddau wat is - tua 3 i 5 W/cm² dyweder - yn addas ar gyfer cymwysiadau fel gwresogi hylif lle mae afradu gwres yn digwydd yn arafach. Gall dwyseddau wat uwch, weithiau'n cyrraedd 20 W / cm² neu uwch, weithio mewn senarios arbenigol megis systemau rhedwr poeth, ond dim ond pan fydd y ffit gosod yn hynod o dynn a rheolaeth tymheredd yn fanwl gywir.
Ni ellir gorbwysleisio'r berthynas rhwng dwysedd wat a ffit twll. Rhaid gosod gwresogydd cetris mewn turio gyda chliriad diametral o tua 0.05mm i 0.10mm ar gyfer diamedrau rhwng 6mm a 20mm. Mae pob milimedr o fwlch gormodol yn lleihau effeithlonrwydd trosglwyddo gwres ac yn cynyddu tymheredd gweithredu gwirioneddol y gwresogydd yn sylweddol. Mae'r canlyniad yr un fath i bob pwrpas â gorfodi'r gwresogydd i redeg ar ddwysedd wat llawer uwch nag a ddyluniwyd yn wreiddiol.
Camgymeriad cyffredin arall yw'r fanyleb hyd wedi'i gynhesu. Mae rhai cyflenwyr yn darparu gwresogyddion cetris lle mae'r coil gwresogi mewnol yn ymestyn yn rhy agos at yr allanfa wifren arweiniol. Mae hyn yn achosi i'r adran oer heb ei gynhesu grebachu neu ddiflannu'n gyfan gwbl. Yna mae'r parth gwresogi yn symud tuag at y porthladd gwifren plwm ac yn amlygu'r ardal derfynu gwifren i dymheredd gormodol, gan achosi cylchedau byr neu gysylltiadau llosgi yn y pen draw. Dylai tiwb gwresogi trydan un pen wedi'i ddylunio'n gywir fod â phen oer wedi'i ddiffinio'n glir ar yr allanfa arweiniol, fel arfer 10mm i 15mm o hyd yn dibynnu ar ddimensiynau cyffredinol y gwresogydd.
O safbwynt profi gwneuthurwr, mae'r un egwyddor dwysedd wat yn berthnasol i'r gwrthwyneb. Gall gwresogydd cetris sy'n rhy fach ar gyfer ei gymhwyso fod angen gweithrediad parhaus ar y pŵer mwyaf, sy'n lleihau ei oes hyd yn oed os yw'r dwysedd wat yn ymddangos yn rhesymol. Mae'r dull mwyaf dibynadwy yn cynnwys cyfrifiad syml ac yna ymyl diogelwch. Dylai peirianwyr weithio'n ôl o'r tymheredd proses gofynnol, gan amcangyfrif y golled gwres o'r màs targed, ac yna dewis gwresogydd â dwysedd wat tua 15 i 20 y cant yn is na'r uchafswm y gall y deunydd gwain ei wrthsefyll yn ddiogel.
Mae gwahanol ddeunyddiau gwain yn trin dwysedd wat yn wahanol. Mae dur di-staen 304 yn gweithio'n dda ar gyfer dwyseddau wat cymedrol hyd at tua 10 W/cm² mewn amgylcheddau nad ydynt yn cyrydol. Mae dur di-staen 316, gyda'i gynnwys molybdenwm, yn cynnig gwell ymwrthedd clorid a gall reoli llwythi thermol ychydig yn uwch. Mae gwain incoloy yn rhagori ar sefyllfaoedd -tymheredd uchel, -wat-dwysedd uchel, sy'n gallu gweithredu ar dymheredd gweithio hyd at 760 gradd gyda thymheredd gwain yn cyrraedd 870 gradd . Fodd bynnag, ni all hyd yn oed Incoloy wneud iawn am gyfrifiad dwysedd wat sy'n cyfateb yn wael.
Nid yw edrych dros ddwysedd wat yn fanylyn technegol bychan. Yn llythrennol, dyma'r gwahaniaeth rhwng gwresogydd cetris sy'n gwasanaethu'n ffyddlon am flynyddoedd ac un sy'n llosgi allan mewn misoedd. Mae'r cyfrifiad yn cymryd llai na dau funud. Gall canlyniadau ei hepgor gau llinell gynhyrchu gyfan.
Mae pob prosiect gwresogi diwydiannol yn gofyn am ystyriaeth ofalus o ffactorau lluosog - dwysedd wat, dewis foltedd, deunydd gwain, arddull terfynu, ac integreiddio rheoli tymheredd. Mae geometreg y rhan wedi'i gynhesu, yr amgylchedd cyfagos, a'r amser codi ramp gofynnol i gyd yn dylanwadu ar fanyleb derfynol y gwresogydd cetris. Mae un newid mewn unrhyw baramedr yn symud y pwynt dylunio gorau posibl, a dyna pam mae gweithio trwy bob newidyn yn systematig yn arbed llawer mwy o amser nag ailosod gwresogyddion a fethwyd dro ar ôl tro.
