Yr Her Gwactod - Pam mae gwresogyddion cetris safonol yn methu mewn aer tenau

Meddyliwch am ffwrnais wactod sy'n cynnal cylch presyddu pwysig. Mae'r siambr yn cael ei gwthio i lawr i 10⁻⁵ torr, mae'r tymheredd yn codi bron â 1000 gradd, ac yna mae gwresogydd cetris yn torri. Mae'r broses wedi'i dryllio, mae'r swp yn sbwriel, ac mae dyddiau gwaith wedi mynd. Roedd y gwresogydd yn edrych yn iawn ar bapur, a dyna sy'n ei wneud mor waethygu. Roedd o'r maint perffaith, roedd ganddo'r watedd cywir, ac yn dod o frand adnabyddus. Felly beth ddigwyddodd? Mae'r ateb yn ffiseg anarferol amodau gwactod a sut maen nhw'n gweithio gyda chynlluniau gwresogydd cetris cyffredin.

Mae'r rheolau ar gyfer sut mae gwres yn symud yn newid yn gyfan gwbl mewn gwactod. Mae gwresogydd cetris yn defnyddio tair ffordd i gael gwared ar wres o dan bwysau arferol: dargludiad i'r deunydd o'i gwmpas, darfudiad o'r arwynebau sy'n agored, ac ymbelydredd. Os byddwch yn tynnu'r aer allan, bydd darfudiad yn diflannu'n llwyr. Nid oes unrhyw foleciwlau nwy yn y wain i drosglwyddo gwres i ffwrdd. Mae hyn yn golygu y bydd unrhyw ran o'r gwresogydd cetris nad yw mewn cysylltiad uniongyrchol â sinc gwres solet, fel y pen terfynell, y rhannau heb eu gwresogi, neu hyd yn oed fylchau bach yn y rhyngwyneb mowntio, yn mynd yn llawer poethach nag y byddai mewn aer.

Mae profiad yn dangos y gall gwresogydd cetris mewn gwactod fod â thymheredd gwain sydd 100 gradd i 200 gradd yn uwch na'r un gwresogydd mewn aer ar yr un watedd. Os na fydd y dyluniad yn cymryd y pigyn tymheredd hwn i ystyriaeth, gallai bwysleisio'r rhannau mewnol, cyflymu ocsideiddio, a hyd yn oed achosi methiant cynnar. Yn gyffredinol, nid oes gan wresogyddion cetris safonol a wneir i'w defnyddio yn yr awyr ddigon o ymyl thermol i weithio mewn gwactod.

Mae outgassing yn broblem arall sydd ond yn digwydd mewn gwactod. Pan fydd y pwysedd yn isel, mae deunyddiau'n gollwng nwyon a sylweddau anweddol eraill y maent wedi'u hamsugno. Gall yr inswleiddiad magnesiwm ocsid, y deunyddiau selio, a hyd yn oed yr wyneb gwain oll ollwng nwy mewn gwresogydd cetris. Mae'r arllwysiad hwn yn llygru'r siambr ac yn gwneud llanast o'r llawdriniaeth mewn meysydd sensitif fel prosesu lled-ddargludyddion neu orchudd optegol. Er mwyn lleihau'r nwyon llosg, mae gwresogyddion cetris gradd gwactod yn defnyddio deunyddiau sydd wedi'u trin yn ofalus i fod â phwysedd anwedd isel a phurdeb uchel.

Mae ymddygiad trydanol gwresogydd cetris hefyd yn newid pan fydd mewn gwactod. Mae'r risg o arcing a foltedd chwalu yn cynyddu pan nad oes aer i roi cryfder dielectrig, yn enwedig yn y terfynellau a chysylltiadau gwifrau plwm. Mae gwresogyddion cetris gwactod-yn cynnwys llwybrau ymgripiad hirach, insiwleiddio cerameg, a therfyniadau wedi'u hadeiladu'n ofalus i atal problemau trydanol rhag digwydd.

Beth sy'n gwneud gwresogydd cetris yn dda ar gyfer gwactod? Yn gyntaf, mae angen i'r deunydd gwain allu trin tymereddau uwch heb dorri i lawr. Mae pobl yn aml yn defnyddio aloion nicel fel Inconel. Yn ail, mae angen i'r inswleiddiad mewnol fod yn fagnesiwm ocsid sy'n bur iawn ac wedi'i bacio'n dda i gael y trosglwyddiad gwres mwyaf a'r lleiaf o nwyon llosg. Yn drydydd, rhaid gwneud y pen terfynell ar gyfer gwasanaeth gwactod, sydd fel arfer yn golygu defnyddio seliau ceramig a metel i fondio metel yn lle selio organig. Yn bedwerydd, rhaid gostwng y dwysedd pŵer i wneud iawn am golli oeri darfudol.

Yn fyr, mae gwresogydd cetris ar gyfer gwasanaeth gwactod nid yn unig yn enw ffansi ar gyfer cynnyrch rheolaidd. Mae'n offeryn wedi'i deilwra wedi'i wneud ar gyfer man lle nad yw'r rheolau arferol yn gweithio. Mae angen gwahanol lefelau o bwysau, tymheredd a glendid ar wahanol gymwysiadau gwactod, siambrau efelychu gofod o'r fath a ffwrneisi tymheredd uchel. Mae cyngor proffesiynol yn sicrhau bod y gwresogydd cetris a ddewiswch wedi'i adeiladu i bara a gweithio'n dda yn amodau gwactod y broses.