Shisha bilan qoplangan po'lat quvur ikki dunyodan iborat kompozitsion: kuchli, qattiq po'lat qobiq bilan kimyoviy bog'langan nozik, korroziyaga chidamli shisha konvert. Issiqlik nuqtai nazaridan, u qattiq metall kabi ajoyib o'tkazgich ham, qalin polimer kabi to'liq izolyator ham emas. Uning ishlashi ikki qatlamning nozik o'rtacha ko'rsatkichidir. Tushunishshisha bilan qoplangan po'lat va PTFE trubkasi issiqlik o'tkazuvchanligiTaqqoslash korroziy, yuqori haroratli jarayonlarda to'g'ri issiqlik almashtirgich yoki uzatish trubkasini tanlash uchun juda muhimdir.
Har bir komponentning issiqlik o'tkazuvchanligi
Shisha qoplamasi - yomon, ammo ingichka to'siq
Po'lat quvurlarda ishlatiladigan shisha astar odatda kimyoviy qarshilik va termal zarba bardoshliligi uchun ishlab chiqilgan borosilikat yoki shunga o'xshash ishqorsiz shishadir. Uning issiqlik o'tkazuvchanligi past: taxminan1.0–1.2 W/m·Kodatdagi ish haroratida (20-200 daraja). Bu qiymat PTFE (0,25 Vt/m·K) dan taxminan to'rt baravar yuqori, ammo baribir po'latdan pastroq.
Biroq, shisha qatlami juda nozik. Standart shisha bilan qoplangan po'lat quvurda shisha qoplama qalinligida qo'llaniladi0,8 dan 1,5 mm gacha(odatda taxminan 1 mm). Issiqlik qarshiligi o'tkazuvchanlikka bo'lingan qalinlikka mutanosib bo'lgani uchun (R=qalinligi / k), o'rtacha o'tkazgichning yupqa qatlami hali ham nisbatan kichik qarshilik ko'rsatishi mumkin.
Chelik tayanch - kuchli o'tkazgich
Pastki po'lat quvur (odatda uglerodli po'lat yoki past qotishma po'lat) taxminan issiqlik o'tkazuvchanligiga ega.45–50 W/m·K- shishadan taxminan 40-50 baravar yuqori va PTFE dan deyarli 200 baravar yuqori. Po'lat qalinligi bosim darajasiga qarab odatda 2-5 mm. Po'lat yaxshi o'tkazgich va shisha nozik bo'lgani uchun, kompozit devorning umumiy qarshiligi shisha qatlami tomonidan ustunlik qiladi, lekin po'lat juda kam qo'shimcha qarshilik qo'shadi.
PTFE trubkasi - past o'tkazuvchanlik, qalin devor
Qattiq PTFE trubkasi, aksincha, taxminan issiqlik o'tkazuvchanligiga ega0.22–0.25 W/m·K. Shisha bilan qoplangan po'lat quvur bilan bir xil mexanik kuch va bosim darajasiga erishish uchun PTFE trubkasi devori ancha qalinroq bo'lishi kerak. Misol uchun, 100 daraja haroratda 6 bar uchun baholangan PTFE trubkasi devor qalinligi 2-4 mm bo'lishi mumkin, devor qalinligi 3-6 mm bo'lgan shisha qoplamali po'lat quvurga nisbatan (shisha + po'lat), lekin qalinligining katta qismi yuqori o'tkazuvchan po'latdir.
Umumiy issiqlik qarshiligini solishtirish (U-qiymati)
Quvur devorining umumiy issiqlik uzatish koeffitsienti (U-qiymati) shisha, po'lat va ikkita suyuqlik chegara qatlamining qarshiliklarini yig'ish orqali aniqlanadi. Ushbu taqqoslash uchun faqat bir xil suyuqlik sharoitlarini hisobga olgan holda devor qarshiliklari hisobga olinadi.
Oddiy holat uchun hisoblash misoli:
| Parametr | Shisha bilan qoplangan po'lat | Hammasi - PTFE |
|---|---|---|
| Shisha qalinligi (mm) | 1.0 | – |
| Shisha o'tkazuvchanligi (Vt/m·K) | 1.1 | – |
| Chelik qalinligi (mm) | 3.0 | – |
| Chelik o'tkazuvchanligi (Vt / m · K) | 48 | – |
| PTFE qalinligi (mm) | – | 3.0 |
| PTFE o'tkazuvchanligi (Vt/m·K) | – | 0.25 |
Devorga qarshilik (R_wall):
Shisha bilan qoplangan po'lat: R_glass=0.001 m / 1,1 Vt/m·K=0.00091 m²·K/V
R_po'lat=0.003 m / 48 Vt/m·K=0.0000625 m²·K/V
Jami R_devor=0.00097 m²·K/Vt
Hammasi-PTFE: R_PTFE=0.003 m / 0,25 Vt/m·K=0.012 m²·K/V
PTFE trubkasi devori taxminan qarshilikka ega12 baravar yuqoriPTFE qalinligi birlik uchun bir oz pastroq o'tkazuvchanlikka ega bo'lishiga qaramay, shisha bilan qoplangan po'lat quvurga qaraganda. Shisha bilan qoplangan po'lat devor ancha o'tkazuvchan, chunki izolyatsion oyna juda yupqa va po'lat tayanch qalinligining katta qismini yuqori o'tkazuvchanlikka ega.
Amaliy issiqlik almashtirgichda har ikki tomonning suyuqlik plyonkasi qarshiligi ko'pincha dominant omillardir. Shu bilan birga, xuddi shunday suyuqlik tezligi uchun shisha qoplamali po'lat quvur taqqoslanadigan bosim darajasidagi barcha PTFE trubkasidan 20-40% yuqori umumiy U-qiymatini ta'minlaydi.
Issiqlik almashinuvchisi dizayni uchun haqiqiy dunyo oqibatlari
Shisha qoplamali po'latning afzalliklari
Yuqori issiqlik samaradorligi- Kompozit devor PTFE bilan solishtirganda birlik maydoniga ko'proq issiqlik o'tkazish imkonini beradi, bu esa bir xil vazifani bajarish uchun kichikroq almashtirgich maydonini ta'minlaydi.
Strukturaviy quvvat– Po‘lat tayanch bosimga, mexanik yuklarga va termal aylanishga o‘rmalanmasdan yoki deformatsiyalanmasdan bardosh beradi. Shisha bilan qoplangan po'lat quvurlar PTFEga qaraganda yuqori bosimlarda (10-16 bargacha) va haroratlarda (200-250 darajagacha) ishlatilishi mumkin.
Qattiqlik– To‘g‘ri, qattiq quvurlarni mexanik tozalash osonroq va ularni an’anaviy qobiq va trubka geometriyalarida joylashtirish mumkin.
Shisha qoplamali po'lat cheklovlari
Mo'rtlik– Shisha qatlami mexanik zarba, termal zarba va tebranishlarga sezgir. 100 darajadan oshiq haroratning keskin o'zgarishi oynani yorib yuborishi mumkin. Uni moslashuvchan quvur to'plamlarida yoki tebranish kutilayotgan joylarda ishlatish mumkin emas.
Ishlab chiqarish cheklovlari– Shisha bilan qoplangan quvurlar odatda tekis bo'lib, rulonlarga egilib qolmaydi. Flanjlar va armatura maxsus shisha bilan qoplangan bo'lishi kerak, bu esa narxni oshiradi.
Tekshirish talablari– Shishadagi har qanday yoriq yoki yorilish taglikdagi po‘latni korroziyaga olib keladi, bu esa tezda ishdan chiqishiga olib keladi. Muntazam uchqun sinovlari talab qilinadi.
PTFE ning past o'tkazuvchanligini muvozanatlashtiradigan afzalliklari
Pastroq issiqlik o'tkazuvchanligiga qaramay, PTFE ko'plab ilovalarda afzal qilingan material bo'lib qolmoqda, chunki:
U butunlay moslashuvchan bo'lib, kichik teshiklar orqali kiritilishi mumkin bo'lgan yoki tebranishlarga qarshilik ko'rsatadigan quvur to'plamlariga imkon beradi.
U termal zarbaga qarshi immunitetga ega va tezda qizdirilishi va sovutilishi mumkin.
U pinhole yoki yoriq tarqalishidan aziyat chekmaydi; kichik nuqson darhol korroziyali substratni ko'rsatmaydi.
Murakkab geometriyalarda engilroq va o'rnatish osonroq.
Shisha - nozik, issiq deraza; Chelik - bu kuchli, issiq ramka
Shisha bilan qoplangan po'lat quvurning umumiy issiqlik ko'rsatkichi faqat shishaning oddiy o'tkazuvchanligi bilan bog'liq emas. Buning o'rniga, yupqa shisha qatlami nisbatan kichik termal darboğaz vazifasini bajaradi, qalin po'lat tayanch esa mexanik quvvatni ta'minlaydi va samarali issiqlik tarqatuvchi sifatida ishlaydi. Kompozit termal o'zini plastik naycha sifatida emas, balki biroz buzilgan metall naycha kabi tutadi. Misol uchun, 1 mm shisha qoplamali 3 mm po'lat quvur issiqlik qarshiligiga faqat 3 mm bo'lmagan po'lat quvurdan biroz yuqoriroq va 3 mm PTFE trubkasidan ancha past bo'ladi.
O'tkazuvchanlikning haroratga bog'liqligi
Shisha ham, PTFE ham harorat bilan issiqlik o'tkazuvchanligidagi o'zgarishlarni namoyish etadi, ammo nisbiy reyting o'zgarishsiz qoladi:
Shisha (borosilikat)– O‘tkazuvchanlik 20 gradusda taxminan 1,0 Vt/m·K dan 200 gradusda 1,2 Vt/m·K ga juda oz ortadi.
Chelik– Harorat bilan oʻtkazuvchanlik biroz pasayadi (masalan, 20 gradusda 48 Vt/m·K dan 200 gradusda 40 Vt/m·K gacha).
PTFE– O‘tkazuvchanlik 20 darajadan 150 gradusgacha 0,22–0,25 Vt/m·K da deyarli o‘zgarmas bo‘lib qoladi, keyin 200 gradusda 0,28 Vt/m·K gacha ko‘tariladi.
Shunday qilib, yuqori haroratlarda shisha qoplamali po'lat quvur PTFEga nisbatan sezilarli termal ustunlikni saqlaydi.
Tanlash bo'yicha qo'llanma: qachon qaysi birini tanlash kerak
| Mezon | Shisha bilan qoplangan po'lat | PTFE |
|---|---|---|
| Issiqlik o'tkazuvchanligi (devor) | Yuqori (past qarshilik) | Past (yuqori qarshilik) |
| Maksimal harorat | 200-250 daraja | 100-120 daraja (doimiy) |
| Maksimal bosim | 10-16 bar (qalin po'lat bilan) | 2–6 bar (devor qalinligiga bog'liq) |
| Termal zarba qarshiligi | Yomon (100 darajadan katta yoki unga teng / min yorilish mumkin) | Ajoyib |
| Mexanik zarba qarshiligi | Kambag'al (mo'rt) | Zo'r (moslashuvchan) |
| Korroziyaga qarshilik | Zo'r (agar shisha buzilmagan bo'lsa) | Ajoyib |
| Bobinlarga / moslashuvchan to'plamlarga ishlab chiqarish | Yo'q | Ha |
| Hudud birligi uchun xarajat | Yuqori (ixtisoslashtirilgan ishlab chiqarish) | O'rtacha va yuqori |
Xulosa
Shisha qoplamali po'lat quvur o'ziga xos, qattiq, yuqori haroratli ilovalarda PTFEga nisbatan termal yangilanishni taklif qiladi, ammo uning haqiqiy afzalligi uning xom o'tkazuvchanligi emas, balki korroziyaga chidamliligi va strukturaviy mustahkamlikning noyob kombinatsiyasidadir. Theshisha bilan qoplangan po'lat va PTFE trubkasi issiqlik o'tkazuvchanligiTaqqoslash shuni ko'rsatadiki, shisha qatlamining o'zi yomon o'tkazuvchan (~ 1 Vt / m · K), lekin uning yupqaligi (0,8-1,5 mm) yuqori o'tkazuvchan po'lat tayanch bilan birgalikda devorning umumiy qarshiligiga olib keladi, bu taqqoslanadigan bosim darajasidagi barcha PTFE trubkasining taxminan o'ndan bir qismidir. Shu bilan birga, shisha qoplamali trubka qattiq, mo'rt va egiluvchan quvur to'plamlarida ishlatib bo'lmaydi. Bu ma'lum bir joy uchun eng yaxshi tanlovdir: yuqori haroratli, yuqori korroziyali ilovalar, bu erda mexanik zarba nazorat qilinadi va bitta qattiq trubka-ko'pincha qobiqli va quvurli almashtirgichda qabul qilinadi. Eng yaxshi material ko'pincha qarama-qarshiliklarning nikohidir va shisha bilan qoplangan po'lat muvaffaqiyatli, agar joy bo'lsa, birlashma.
