Διαχείριση θερμικής διαστολής σε θερμαντήρες φυσιγγίων 10000mm – Ένας πρακτικός οδηγός

Όταν θερμαίνετε έναν μεταλλικό σωλήνα από θερμοκρασία δωματίου στους 600 βαθμούς, γίνεται μεγαλύτερος. Αυτή η ανάπτυξη μπορεί να είναι σημαντική για έναν θερμαντήρα φυσιγγίων μήκους 10.000 mm. Εάν δεν λάβετε υπόψη τη θερμική διαστολή, οι θήκες σας θα λυγίσουν, θα δέσουν, θα σπάσουν και οι οπές στερέωσής σας θα καταστραφούν. Η γνώση του τρόπου αντιμετώπισης αυτής της ανάπτυξης είναι αυτό που κάνει ορισμένες εγκαταστάσεις να λειτουργούν και άλλες να αποτυγχάνουν με υψηλό κόστος.

Είναι εύκολο να κάνεις τα μαθηματικά. Ο ανοξείδωτος χάλυβας και ο ανθρακούχο χάλυβας έχουν συντελεστές θερμικής διαστολής περίπου 12 έως 17 × 10-6 ανά βαθμό. Ένας θερμαντήρας μήκους 10000 mm θερμαίνεται από 20 βαθμούς σε 600 μοίρες, που αντιπροσωπεύει ένα άλμα 580 μοιρών. Για να βρείτε την προβλεπόμενη διαστολή, πολλαπλασιάστε το μήκος με τον συντελεστή και τη μεταβολή της θερμοκρασίας. Η ανάπτυξη είναι περίπου 87 mm, ή σχεδόν 3,5 ίντσες, όταν χρησιμοποιείτε 15 × 10-6. Αυτή είναι μια μεγάλη διαφορά στο μήκος για ένα gadget που χωράει άνετα σε μια τρύπα.

Τι συμβαίνει με τα 87 mm ανάπτυξης; Όταν ο θερμαντήρας είναι εντελώς περιορισμένος και στα δύο άκρα, δημιουργεί εσωτερικές καταπονήσεις. Η θήκη θα μπορούσε να γίνει μεγαλύτερη στη μέση. Μπορείτε να συνθλίψετε τον μονωτήρα οξειδίου του μαγνησίου και το σύρμα εσωτερικής αντίστασης. Ο θερμαντήρας θα μπορούσε να επεκταθεί στο κλειστό άκρο μιας τυφλής οπής, η οποία θα μπορούσε να σπάσει το περίβλημα ή να καταστρέψει την επιφάνεια όπου είναι τοποθετημένη. Εάν ο θερμαντήρας είναι ελεύθερος να κινείται, από την άλλη πλευρά, μπορεί να αλλάξει τη θέση του, κάτι που θα μπορούσε να τραβήξει τα καλώδια του ηλεκτροδίου ή να αλλάξει την ευθυγράμμιση της θερμαινόμενης ζώνης.

Υπάρχουν αρκετοί καλοί τρόποι χειρισμού αυτής της ανάπτυξης. Οι περισσότεροι άνθρωποι κατασκευάζουν την οπή στερέωσης έτσι ώστε να είναι λίγο μεγαλύτερη από το κρύο μήκος του θερμαντήρα. Για τους συμβατικούς θερμαντήρες, το βάθος της οπής πρέπει συνήθως να είναι 5 έως 10 mm βαθύτερο από το μήκος του θερμαντήρα. Ωστόσο, για θερμάστρες 10000 mm που λειτουργούν σε υψηλές θερμοκρασίες, ένα κενό 15 έως 20 mm στο κλειστό άκρο επιτρέπει στον θερμαντήρα να επεκταθεί χωρίς να κολλήσει. Αυτή η απόσταση επιτρέπει στη θερμάστρα να τεντωθεί σε κενό χώρο αντί να πιέζει προς το κάτω μέρος της οπής.

Μια άλλη μέθοδος είναι η χρήση συρόμενων στηρίξεων. Όταν εγκαθιστάτε οριζόντια θερμαντήρες πολύ-μακριών, η στερέωση θα πρέπει να αφήνει τη θερμάστρα να γλιστράει ελεύθερα μέσα στην τρύπα καθώς μεγαλώνει. Αυτό απαιτεί λείες επιφάνειες οπών και ίσως-λιπαντικά υψηλής θερμοκρασίας ή πρόσθετα κατά της σύλληψης-. Τα λιπαντικά με βάση{6}}γραφίτη λειτουργούν καλά σε θερμοκρασίες έως και 500 βαθμούς, ενώ οι συνθέσεις δισουλφιδίου του μολυβδαινίου μπορούν να διατηρήσουν ακόμη υψηλότερες θερμοκρασίες.

Η πρόκληση με την ανάπτυξη είναι διαφορετική για κάθετες εγκαταστάσεις. Εάν τοποθετήσετε μια κάθετη θερμάστρα 10000 mm από την κορυφή, θα μεγαλώσει προς τα κάτω. Αν το τοποθετήσεις από κάτω, θα μεγαλώσει. Το άκρο που είναι ελεύθερο θα πρέπει να μπορεί να κινείται χωρίς κανένα πρόβλημα. Εάν ο θερμαντήρας βρίσκεται σε μια τυφλή τρύπα από την κορυφή, το κάτω μέρος της οπής πρέπει να είναι καθαρό. Το άνω διάκενο είναι σημαντικό εάν ο θερμαντήρας μπαίνει από κάτω. Το βάρος του θερμαντήρα μπορεί ήδη να πιέζει προς τα κάτω στο κάτω μέρος, επομένως πρέπει να δημιουργήσετε επιπλέον χώρο.

Η εμπειρία έχει δείξει ότι οι βραχίονες και οι σφιγκτήρες στερέωσης δεν πρέπει ποτέ να συγκρατούν και τα δύο άκρα ενός θερμαντήρα μακράς κασέτας σταθερά στη θέση τους. Το ένα άκρο πρέπει πάντα να μπορεί να κινείται αξονικά. Ακόμη και οι σφιγκτήρες που μοιάζουν να μπορούν να λυγίσουν μπορεί να γίνουν άκαμπτοι αφού περάσουν από θερμικό κύκλο λόγω οξείδωσης ή βρωμιάς. Χρειάζεστε ελευθερία, την οποία μπορείτε να αποκτήσετε χρησιμοποιώντας οπές στερέωσης με σχισμή ή πλωτούς βραχίονες.

Ο τρόπος με τον οποίο είναι κατασκευασμένος ο θερμαντήρας μονής κεφαλής 10000 mm στο εσωτερικό επηρεάζει επίσης τον τρόπο διαστολής του. Οι θερμαντήρες που έχουν ρύθμιση καλωδίου αντίστασης πολλών τμημάτων συνήθως ανέχονται καλύτερα τη διαστολή από εκείνες που έχουν ένα μόνο συνεχές καλώδιο. Τα κομμάτια μπορούν να κινηθούν λίγο το ένα σε σχέση με το άλλο, γεγονός που μειώνει τη συνολική πίεση. Επίσης, οι προεκτάσεις κρύου πείρου στο τέλος του τερματισμού θα πρέπει να είναι αρκετά μεγάλες ώστε να κρατούν τις εσωτερικές συνδέσεις μακριά από την πιο ζεστή περιοχή.

Οι άνθρωποι συχνά πιστεύουν ότι εάν ένας θερμαντήρας δούλευε καλά στα 200 mm, θα λειτουργήσει εξίσου καλά στα 10000 mm. Όχι, δεν το κάνει. Οι σωρευτικές πιέσεις διαστολής αυξάνονται σε ευθεία αναλογία με το μήκος. Σύμφωνα με αναφορές πεδίου, πολλές πρόωρες αστοχίες υπερ-θερμαντήρων συνδέονται άμεσα με το ότι δεν υπάρχει αρκετός χώρος για ανάπτυξη.

Οι μηχανικοί θα πρέπει να κάνουν έναν απλό υπολογισμό της προβλεπόμενης θερμικής ανάπτυξης πριν ολοκληρώσουν την εγκατάσταση οποιουδήποτε θερμαντήρα φυσιγγίων 10000mm. Προσθέστε 20% στο buffer ασφαλείας. Βεβαιωθείτε ότι το βάθος της οπής στερέωσης είναι τουλάχιστον τόσο πιο βαθύ από το κρύο μήκος του θερμαντήρα. Εάν δεν μπορείτε να κάνετε την τρύπα πιο βαθιά, σκεφτείτε να χρησιμοποιήσετε μια πιο κοντή συσκευή θέρμανσης με μεγαλύτερη μη θερμαινόμενη περιοχή ή να επανασχεδιάσετε την εγκατάσταση έτσι ώστε η θερμάστρα να προεξέχει λίγο από την τρύπα όταν κάνει κρύο.

Διαφορετικοί τρόποι τοποθέτησης αντικειμένων και διαφορετικά προφίλ θερμοκρασίας απαιτούν διαφορετικούς τρόπους διαχείρισης της επέκτασης. Ο επαγγελματικός σχεδιασμός του συστήματος λαμβάνει υπόψη τη συγκεκριμένη γεωμετρία, τον κύκλο λειτουργίας και τα όρια υλικών κάθε εφαρμογής.