Dwysedd Watt - Y Ddeddf Cydbwyso Y tu mewn i Gwresogydd Cetris

Mae llawer o bobl yn y maes gwresogi diwydiannol yn meddwl bod mwy o bŵer bob amser yn golygu gwell perfformiad. Mae watedd uwch yn golygu gwresogi cyflymach, llai o gylchoedd, a mwy o waith yn cael ei wneud. Nid yw hyn ond yn wir os gall y gwres adael yr elfen cyn gynted ag y caiff ei wneud. Pan fydd trosglwyddo gwres yn arafach na'r genhedlaeth, mae'r gwresogydd cetris yn dioddef, gan arwain yn aml at fethiant trychinebus. Dwysedd wat yw'r nodwedd bwysicaf sy'n pennu a fydd uned yn para am flynyddoedd neu'n llosgi allan mewn ychydig wythnosau.

Yn ei hanfod, mae gwresogydd cetris yn ffynhonnell wres perfformiad uchel sydd wedi'i wasgu i siâp bach, silindrog. Mae dwysedd wat, sy’n cael ei fesur mewn watiau fesul centimedr sgwâr (W/cm²) neu watiau fesul modfedd sgwâr (W/in²) o arwynebedd wyneb y wain, yn dweud wrthych pa mor galed mae’r gwresogydd yn gweithio:
\\Dwysedd Wat (W/cm²)=Cyfanswm watedd / (π × diamedr (cm) × hyd wedi'i gynhesu (cm))

Mewn imperial, mae W/in² yn hafal i watiau ÷ [π × diamedr (mewn) × hyd wedi'i gynhesu (mewn)]. Mae'r mesur hwn yn effeithio'n uniongyrchol ar y gwahaniaeth tymheredd rhwng y wifren gwrthiant mewnol a'r wain allanol, ac yna rhwng y wain a'r mowld neu'r cyfryngau o'i gwmpas.

Ar gyfer llawer o ddefnyddiau cyffredin, mae bariau selio gwresogi, platennau pecynnu, neu fowldiau nad ydynt yn mynd yn rhy boeth, dwyseddau wat o 15-25 W / cm² (≈100-160 W / in²) yn ddiogel ac yn gyfforddus cyn belled â bod digon o suddo gwres. Yn y sefyllfaoedd hyn, mae wyneb y wain 50-100 gradd yn boethach na thymheredd y llwydni, sy'n cadw'r wifren cromiwm nicel ymhell o dan ei drothwy ocsideiddio (sydd fel arfer yn 900-1000 gradd). Ond pan fo dyluniadau yn galw am dymereddau uchel iawn mewn lleoliadau bach, megis ffroenellau rhedwr poeth, waliau tenau yn marw, neu wres uchel, gall dwysedd wat godi i 30–50 W/cm² (200–320 W/in²) neu hyd yn oed yn fwy. Ar y tymereddau hyn, gall hyd yn oed pethau bach sy'n arafu trosglwyddo gwres fod yn farwol.

Mae'r ffit rhwng y gwresogydd cetris a'r twll y mae'n mynd ynddo yr un mor bwysig â'r sgôr watedd. Mae angen rhoi gwresogydd sy'n gallu trin 600V a llawer o watiau mewn turio sydd wedi'i beiriannu'n iawn gydag ychydig iawn o le-yn ddelfrydol, gwahaniaeth diametral 0.02–0.05 mm (0.001–0.002 modfedd) ar dymheredd amgylchynol. Mae'r goddefgarwch tynn hwn yn gadael i ehangu thermol gulhau'r bwlch bron yn gyfan gwbl pan fydd y peiriant yn rhedeg, sy'n ei gwneud bron yn gyffwrdd â metel i fetel. Gwneir bwlch aer annular pan fydd y ffit yn rhydd, hyd yn oed os oes 0.1 i 0.2 mm o le rhwng y ddwy ran. Mae dargludedd thermol aer tua 0.026 W/m·K, sy'n llawer is na dur offer (tua 25–50 W/m·K) neu alwminiwm (tua 237 W/m·K). O amgylch y wain, mae gwres yn cael ei ddal, sy'n codi tymheredd yr wyneb 200 i 400 gradd yn uwch na thymheredd swmp y llwydni. Mae'r wain ddur di-staen yn rhydu'n gyflym, yn graddio ac yn mynd yn deneuach ar y tu allan. Mae tymheredd y wifren gwrthiant y tu mewn i'r ddyfais yn llawer uwch na'r terfynau dylunio, sy'n cyflymu ocsideiddio, yn cracio'r raddfa ocsid, ac yn teneuo'r wifren nes ei fod yn torri. Pan fydd criwiau cynnal a chadw yn dod o hyd i'r problemau hyn, maent yn aml yn eu galw'n "elfennau diffygiol" pan mai cyswllt thermol gwael yw'r broblem wirioneddol.

Ar gyfer ceisiadau â dwysedd wat uchel, mae adeiladu swaged yn hanfodol. Yn ystod y broses gynhyrchu, mae'r gwresogydd adeiledig yn mynd trwy drachywiredd yn marw sy'n gostwng y diamedr allanol 10-20%. Mae hyn yn cywasgu'r inswleiddiad magnesiwm ocsid (MgO) i ddwysedd sy'n agos at ddwysedd cerameg (≈3.5–3.6 g/cm³). Mae'r cywasgiad eithafol hwn yn cael gwared ar geudodau, yn cynyddu dargludedd thermol o wifren i wain (fel arfer 30-50% yn fwy na chynlluniau torchog), ac yn cadw'r coil yn ei le fel nad yw'n dirgrynu nac yn blino oherwydd gwres. Gall gwresogyddion swigod drin dwyseddau wat sydd ddwy neu dair gwaith yn uwch na'r rhai mewn unedau lapio rheolaidd tra'n cadw tymheredd y gwifrau y tu mewn dan reolaeth.

Mae'r deunydd swbstrad hefyd yn gosod cyfyngiadau ar ddwysedd wat diogel. Gall alwminiwm drin 20 i 40 W/cm² heb ormod o raddiannau oherwydd ei fod yn ddargludydd gwres da. Gall duroedd offer (P20, H13) drin 10-25 W / cm² heb unrhyw broblemau. Mae aloion copr ar frig y rhestr ar gyfer sawl defnydd arbenigol. Y nod ym mhob senario yw cadw'r gwahaniaeth tymheredd rhwng y wain a'r swbstrad yn isel, fel arfer rhwng 100 a 150 gradd, felly mae'r wifren yn aros yn is na 900 gradd. Mae mynd uwchlaw'r ffin hon yn achosi mannau poeth, ehangu anwastad, a thraul a gwisgo'n gyflymach.

Dyma rai o'r ffyrdd gorau o gydbwyso dwysedd wat: - Yn gyntaf, cyfrifwch faint o watiau sydd eu hangen arnoch trwy ddefnyddio'r màs, gwres penodol, codiad tymheredd, ac amser beicio. - Dewiswch ddiamedr a hyd wedi'i gynhesu a fydd yn eich arwain at ddwysedd y nod o fewn y rheolau ar gyfer y rhaglen. - Nodwch dyllau sydd wedi'u hailwampio neu eu hogi (Ra 0.8 μm) neu'n well gyda H 0.8 μm neu'n well {{1} μm neu'n well { μm neu'n well { μm neu well { 6 μm ) neu ffitio tynnach { μm neu well { μm neu well ) cyfansawdd thermol tymheredd uchel i lenwi bylchau bach Ar gyfer gwaith dwysedd uchel, tymheredd uchel, defnyddiwch adeiladwaith swaged gyda gwain Incoloy 800 neu 310S. - Defnyddiwch ddelweddu thermol yn ystod y comisiynu i wneud yn siŵr bod y gwres wedi'i wasgaru'n gyfartal.

Dwysedd y wat yw'r peth pwysicaf i'w gydbwyso mewn gwresogydd cetris. Os yw'n rhy isel, mae'n cymryd mwy o amser i gynhesu, mae cylchoedd yn hirach, ac mae effeithlonrwydd ynni yn gostwng. Os yw'r tymheredd yn rhy uchel ac nad yw'r sinc gwres yn gywir, bydd yr elfen yn torri i lawr trwy orboethi ac ocsideiddio. Trwy ddilyn y rheolau trosglwyddo gwres-cyfateb dwysedd wat â dargludedd swbstrad, gwneud yn siŵr eu bod yn ffitio'n dynn, a gofyn am drachywiredd-mae peirianwyr yn cael gwared ar fannau poeth, yn cadw tymheredd y broses yn gyson, ac yn troi gwresogyddion cetris o bethau y mae angen eu disodli yn aml yn asedau-parhaol-hir sy'n cefnogi cynhyrchiant dibynadwy, perfformiad uchel.