Sut Mae Gwain Dur Di-staen 1.0 Milimedr 316 yn Cymharu â Gwain 2.0 Milimedr i Atal Sych -Llosgi Difrod Yn ystod Colli Hylif yn Ddamweiniol mewn Gwresogyddion Trochi Fertigol?

Colli cwmpas hylif yn ddamweiniol-llosgiad sych- yw un o'r achosion methiant mwyaf cyffredin a thrychinebus ar gyfer gwresogyddion trochi fertigol a osodir mewn tanciau, sympiau a llestri proses ar gyfer peirianwyr diogelwch peiriannau a manylebwyr offer. Pan fydd lefel yr hylif yn disgyn yn is na'r ardal wresogi o'r wain, mae'r gwres sy'n cael ei gludo i'r hylif bellach yn cael ei wasgaru yn y wain a'r wifren gwrthiant. Mae cynnydd cyflym mewn tymheredd yn arwain at ocsidiad y wifren, diraddio inswleiddio MgO ac yn olaf rhwyg y wain neu fethiant trydanol. Mae trwch wal y wain dur gwrthstaen 316 yn baramedr pwysig yn yr amser i ddifrodi a'r tymheredd uchaf mewn digwyddiad llosgi sych. Mae'r erthygl hon yn cyflwyno cymhariaeth feintiol o berfformiad llosgi sych ar gyfer gwainiau wal 1.0 mm a 2.0 mm o dan osodiadau pŵer ac amlygiad cyfartal ar gyfer argymhellion lliniaru risg mewn cymwysiadau hanfodol.

Ymateb Thermol i Gyflwr Sych-Llosgi Cyflwr fel Swyddogaeth Trwch Wal
Os yw'r gwresogydd trochi fertigol yn ymgolli â hylif, bydd y cyfernod trosglwyddo gwres ar wyneb y wain yn gostwng o tua 5,000-10,000 W/m2-K mewn dŵr berwedig neu 500-1,000 W/m2-K mewn olew llonydd wedi'i gynhyrfu i tua 500-Km. Mae'r gostyngiad 100-plyg hwn yn ei gwneud yn ofynnol i dymheredd wyneb y wain gynyddu'n sylweddol i wasgaru'r un gwresogydd fflwcs gwres. 10 W/cm2 (100,000 W/m2) mewn aer gyda chyfernod darfudiad naturiol o 50 W/m2-K, byddai tymheredd arwyneb cyflwr cyson 100,000/{0-{0-{0-pwynt toddi) uwchlaw'r gradd toddi, 316 o ddur di-staen. Mewn gwirionedd nid yw'r gwresogydd byth yn cyrraedd ecwilibriwm. Yn lle hynny mae'n cynhesu nes bod y wifren ymwrthedd yn torri neu fod toriad thermol yn cychwyn. Mae màs thermol y wain a'r rhannau mewnol yn rheoli cyfradd y cynnydd tymheredd mewn llosgi sych. Mae gan y wain wal 1.0 mm bron i hanner y màs thermol fesul uned arwynebedd y wain 2.0 mm. Felly, mae ei dymheredd yn cynyddu tua dwywaith mor gyflym yn yr eiliadau cyntaf o losgi sych. Mae data arbrofol ar gyfer gwainiau OD 10 mm ar 10 W/cm2 mewn aer llonydd yn dangos bod wal 1.0 mm yn cyflawni 400 gradd ar yr wyneb allanol mewn 8 eiliad, tra bod wal 2.0 mm angen 16 eiliad i gyrraedd 400 gradd. Mae'r wain 2.0 mm, fodd bynnag, yn dal mwy o wres ac felly'n aros uwchlaw tymereddau critigol yn hirach pan fydd pŵer yn cael ei dynnu.

Cymhariaeth Uchafswm Tymheredd ac Amser i Fethu
Mae tymheredd methiant critigol gwresogydd wedi'i amgáu 316 yn cael ei reoli gan derfyn ocsidiad y wifren gwrthiant cromiwm nicel fewnol, tua 800-850 gradd ar gyfer dyletswydd barhaus. Diolch i haen inswleiddio MgO, mae tymheredd y wifren yn ystod llosgi sych tua 50-100 gradd yn uwch na thymheredd wyneb mewnol y wain. Mae tymheredd y wifren yn taro 800 gradd ac mae'r ocsidiad cyflym yn dechrau ar 700 gradd ar yr wyneb gwain fewnol. Mae'r amser i gyflawni'r trothwy hwn yn swyddogaeth o drwch wal. Ar gyfer wal 1.0 mm, mae arwyneb mewnol y wain yn cyrraedd 700 o C ar ôl tua 25 eiliad ar 10 W/cm 2 mewn aer llonydd. Cyfanswm yr amser i agor cylched methiant y wifren yw tua 35-45 eiliad. O dan yr un amodau, ond gyda thrwch wal o 2.0 mm, mae'r wyneb gwain fewnol yn cyrraedd 700 gradd ar ôl tua 55 eiliad ac mae methiant gwifren yn digwydd rhwng 75 a 90 eiliad. Mae'r amser goroesi llosgi sych 2 i 2.5 gwaith yn hirach gyda'r gorchudd mwy trwchus. Mae'r gwahaniaeth hwn yn eithaf pwysig ar gyfer ceisiadau lle gall ymateb toriad thermol neu switsh lefel gymryd sawl eiliad. Gall gwain 1.0 mm fethu cyn y gall thermostat mecanyddol sy'n ymateb yn araf agor, lle mae gan wain 2.0 mm ddigon o syrthni thermol i bontio'r amser adwaith.

Cymhariaeth o Matrics Goroesi Sych-Llosgi
Mae'r tabl isod yn rhoi cymhariaeth uniongyrchol o berfformiad gwain 1.0 mm a 2.0 mm 316 ar gyfer digwyddiadau llosgi sych mewn gosodiadau gweithredu amrywiol. Mae gwerthoedd yn awgrymu gwresogydd trochi fertigol mewn aer llonydd ar ôl colli hylif, a dim oeri gweithredol na darfudiad gorfodol.

Dwysedd Watiau Sych-Llosgi'r Amser Trwch Wal Gweithredu Sheath i'r Arwyneb Allanol ar 400 gradd Amser i'r Arwyneb Mewnol ar 700 gradd Cyfanswm yr Amser i Wire Methiant Strategaeth Amddiffyn a Argymhellir
5 W/cm2 1.0 mm 12 eiliad 40 eiliad 55 – 70 eiliad Toriad thermol sy'n gweithredu'n gyflym ( < 30 eiliad )
5 W/cm² 2.0 mm 24 eiliad 85 eiliad 110 - 140 eiliad Toriad thermol safonol yn dderbyniol 10 W/cm² 1.0 mm 8 eiliad 25 eiliad 35 - 45 eiliad Switsh lefel electronig angen ymateb 5 eiliad
10 W/cm2 2.0 mm 16 eiliad. 55 eiliad. 75 – 90 eiliad. Toriad thermol safonol neu switsh lefel yn dderbyniol 15 W/cm2 1.0 mm 5 eiliad. 16 eiliad. 22 – 30 eiliad. Gwarchodaeth ddiangen yn orfodol; risg uchel 15 W/cm2 2.0 mm 11 eiliad. 38 eiliad. 50 – 65 eiliad. Argymhellir toriad thermol cyflymu 20 W/cm2 1.0 mm 4 eiliad. 12 eiliad. 17 – 22 eiliad. Heb ei gynghori, bydd unrhyw amddiffyniad yn debygol o fod yn rhy araf
20 W/cm² 2.0 mm 8 eiliad 28 eiliad 40 – 50 eiliad2 adwaith ymateb electronig angen amddiffyniad
Ar gyfer cymwysiadau â dwyseddau wat sy'n fwy na 15 W/cm 2 ac ar gyfer waliau tenau llai na 1.2 mm, mae'r amser goroesi llosgi sych mor fyr fel mai dim ond amddiffyniad electronig gydag is-ail ymateb all atal difrod, megis thermocwl wedi'i fewnblannu yn y wain sy'n gysylltiedig â chyfnewid cyflwr solid. Mae gan thermostatau mecanyddol a ffiwsiau thermol amseroedd ymateb o 5-15 eiliad sydd ymhell y tu allan i'r ffenestr oroesi honno.

Newidiadau Cynllun i Gynyddu Sych-Llosgi Goddefgarwch
Gall tri newid cynllun gynyddu'r amser goroesi lle mae'r ymateb thermol yn gofyn am wain 316 â waliau tenau, ond eto mae risg o losgi sych. Y ffordd orau a hawsaf yw ychwanegu toriad dŵr isel ar wahân a fydd yn diffodd y trydan pan fydd lefel yr hylif yn disgyn o dan y rhan wedi'i gynhesu. Mae stiliwr dargludedd neu switsh arnofio, wedi'i leoli ar y lefel hylif isaf, yn darparu amddiffyniad cyn i'r gwresogydd ddod i'r amlwg. Yr ail newid yw gostwng y dwysedd wat yn rhan uchaf y gwresogydd. Mae dyluniad dwysedd wat meinhau - llai o bŵer fesul hyd uned ar y brig lle mae datguddiad yn fwyaf tebygol - yn gwella -amser goroesi llosgi sych heb aberthu cyfanswm pŵer y gwresogydd. Y newid olaf yw gosod thermocwl yn uniongyrchol ar wyneb mewnol y gwain 316. Gall y synhwyrydd hwn ganfod cynnydd cyflym mewn tymheredd o losgi sych mewn 1-2 eiliad, felly gall system reoli ddiffodd y pŵer cyn i'r wifren gyrraedd tymheredd critigol. Dyma'r ffordd nodweddiadol y gweithredir gwresogyddion dibynadwyedd uchel mewn gweithrediadau pwysig. Ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau diwydiannol bydd gwain wal 2.0mm yn rhoi amddiffyniad syml a gwydn rhag llosgi sych. Mae'r cyfnod goroesi cynyddol yn galluogi'r systemau diogelu rheolaidd i weithio'n gyson a'r wal fwy trwchus i oroesi digwyddiadau llosgi sych byr achlysurol heb unrhyw ddifrod parhaol. Dylai peirianwyr ofyn am drwch wal diogel pendant gan y gwneuthurwr a dylent ddisgrifio'r amser adweithio amddiffyn rhag llosgi sych a ddisgwylir. Os na all cyflenwr roi'r astudiaeth hon, efallai na fydd yn llwyr ddeall dynameg thermol amgylchiadau llosgi sych. Mae cost cynyddu trwch wal o 1.0 mm i 2.0 mm yn fach o'i gymharu â chost methiant gwresogydd sy'n arwain at gau cynhyrchiad neu berygl tân oherwydd gorboethi deunyddiau. Os ydych chi'n ansicr, ewch am y wal fwy trwchus a thalwch y gosb fach mewn effeithlonrwydd gwres am wydnwch y llosgi sych.