Vertikal PFA isitgichi tabiiy konvektsiya (yuqorida issiqroq) yoki bir xil bo'lmagan{0}}o'rash tufayli yuqori va pastki o'rtasida harorat farqi paydo bo'lishi mumkin. Yuqori qism pastki qismdan sezilarli darajada issiqroq bo'lsa, termal kengayish mos kelmasligi issiqroq mintaqada bosim kuchlanishini yaratadi. Agar siqish kuchlanishi PFA trubasining kritik burilish yukidan oshib ketsa, g'ilof qisqichlari-to'lqin hosil qilib, idish devori yoki qo'shni isitgichlar bilan aloqa qiladi. 25 mm OD, 2 mm devorga ega 1,2 m uzunlikdagi PFA isitgichi uchun maksimal ruxsat etilgan eksenel harorat gradienti (yuqori va pastki o'rtasidagi DT) bo'sh turgan vertikal isitgich- uchun 25–35 daraja. 40 gradusdan yuqori gradyanda bukilish 100-500 termal tsiklda sodir bo'ladi. Qo'llab-quvvatlovchi qavslar bilan cheklangan isitgichlar uchun ruxsat etilgan gradient pastroq (15-25 daraja). Kritik gradient trubaning noziklik nisbati (uzunlik / diametr) va devor qalinligiga bog'liq.
Burilish mexanikasi va kritik stress
Quvur bir xilda-qizilsa, issiqroq qism sovutgichga qaraganda ko'proq kengayadi. Agar uchlari cheklangan bo'lsa (yuqoridagi o'rnatish gardishi va pastdagi bo'sh uchi bilan), issiqroq qism siqilishga o'tadi. Yupqa devorli quvur uchun kritik burilish kuchlanishi- s_crit=(p² × E × I) / (L² × A), bu erda E - PFA ning elastik moduli (100 gradusda 500-700 MPa), I - inersiya momenti, L - issiqroq kesimning uzunligi- 25 mm OD, 2 mm devor trubkasi uchun I=p/64 × (OD⁴ - ID⁴)=0.049 × (25⁴ - 21⁴)=0.049 × (390,625 - 194,481)=0.049 × (390,625 - 194,481)=0.049 ×16,{23}, mm⁴, A=144.5 mm². Issiqroq qism uzunligi 0,6 m (isitgichning yarmi) uchun s_crit=(p² × 600 × 9,611) / (600² × 144,5)=(9,870 × 9,611) / (360,000 × 9,611) / (360,000 × 144) 52,0e6=1.82 MPa. Issiqlik kengayishidan kelib chiqadigan bosim kuchlanishi s_termal=E × × DT, bu erda=110 ppm/daraja. s_termal=s_crit sozlamalari: DT_crit=s_crit / (E × )=1.82 / (600 × 110e-6)=1.82 / 0.066=27.6 daraja . Bu 25-35 daraja empirik diapazonga mos keladi.
Agar isitish moslamasining butun uzunligi (1,2 m) issiqroq bo'lim bo'lsa, L ortadi, s_krit 0,45 MPa ga kamayadi va DT_krit 6,8 darajaga tushadi - amaliy emas. Bu shuni anglatadiki, issiq zona bir tekisda emas, balki bir uchida (yuqorida yoki pastda) bo'lsa, burilish ehtimoli katta. Yuqori qismida issiqroq bo'lgan isitgich uchun (odatiy tabiiy konveksiya profili) issiq zonaning uzunligi ko'pincha umumiy uzunlikning 30-50% ni tashkil qiladi, bu esa 25-35 daraja oralig'ida DT_critni beradi.
Isitgich geometriyasi bo'yicha ruxsat etilgan termal gradient
| Isitgich uzunligi (m) | OD (mm) | Devor (mm) | Issiq zona uzunligi (m) | s_krit (MPa) | DT_crit (daraja) | Xavfsiz ishlash uchun tavsiya etilgan maksimal DT |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.8 | 25 | 2.0 | 0,4 (eng yuqori 50%) | 4.2 | 64 | 40 daraja |
| 1.0 | 25 | 2.0 | 0.5 | 2.7 | 41 | 30 daraja |
| 1.2 | 25 | 2.0 | 0.6 | 1.8 | 27 | 20 daraja |
| 1.5 | 25 | 2.0 | 0.75 | 1.2 | 18 | 15 daraja |
| 1.2 | 25 | 1.5 | 0.6 | 1.2 | 18 | 15 daraja (zaifroq devor) |
| 1.2 | 32 | 2.5 | 0.6 | 2.5 | 38 | 25 daraja (qattiqroq quvur) |
| 1.2 | 25 | 2.5 | 0.6 | 2.2 | 33 | 25 daraja (qalin devor) |
| 1.2. oʻrta{1}}qoʻllab-quvvatlanadi | 25 | 2.0 | 0,6 (ikkita 0,3 m qism) | Har biri 7,3 | 110 | 60 daraja (burilishning oldini oladi) |
Amalda burilishning oldini olish
1,2 m PFA isitgich uchun xavfsiz va uzoq muddatli ishlash uchun vertikal harorat gradientini maksimal 20 darajaga cheklang. Agar tabiiy konveksiya profili 15 daraja gradyan hosil qilsa (pastki 80 daraja, yuqori 95 daraja), isitgich xavfsizdir. Agar gradient 25 darajaga yetsa, ko'p tsikllardan keyin burish paydo bo'lishi mumkin. Agar gradient 35 darajaga yetsa, burishish bir necha hafta ichida sodir bo'lishi mumkin.
Termal gradientni kamaytirish uchun:
Issiqlik ishlab chiqarishni mahalliy issiqlik yoʻqotilishiga moslashtirish uchun-oʻzgaruvchan isitgichdan foydalaning (pastda koʻproq quvvat, tepada kamroq).
Tabiiy konveksiya tabaqalanishini bartaraf qilish uchun aylanma nasosni qo'shing.
Isitgich atrofiga oʻrta balandlikda (gardoqdan 500–600 mm)-metall gilza yoki hidoyat halqasini oʻrnating. Yo'naltiruvchi halqa lateral harakatlanishni oldini oladi, kritik burilish yukini 4 × ga oshiradi (effektiv uzunlik ikki baravar, s_krit to'rt barobar). Qo'llanma halqasi mahkam siqilmasligi kerak; termal kengayish uchun 2-3 mm bo'shliqqa ruxsat bering.
Umumiy quvvatni kamaytirish yoki isitgichning sirt maydonini oshirish orqali yuqori zonada vatt zichligini kamaytiring.
Burilishni aniqlash
Buklanish PFA qobig'idagi doimiy egilish yoki to'lqin sifatida ko'rinadi. Dastlabki belgilar: isitgich endi vertikal ravishda osilgan emas; u tank devoriga yoki qo'shni isitgichlarga tegadi. Rezervuar devori bilan aloqa qilish mahalliy qizib ketishni (metallga qarshi PFA) keltirib chiqaradi, bu esa qabariq paydo bo'lishiga olib keladi. Agar burilish aniqlansa,-isitgichni darhol quvvatdan o'chiring. Buklangan shakl sovutilganda to'g'rilanmaydi; PFA doimiy ravishda ta'sir qildi. Isitgichni almashtiring. O'zgartirishdan oldin, quvvat taqsimotini sozlash yoki oqim qo'shish orqali termal gradientni kamaytiring.
Maydonga misol
90 gradusli qoplamali vannadagi 1,2 m PFA isitgichning sirkulyatsiyasi yomon bo'lgan yuqori{2}}pastki{3}} harorat farqi 28 daraja (pastki qismi 76 daraja, tepasi 104 daraja) bo'lgan. 3 oydan keyin operatorlar isitgichning tank devoriga tegib turganini payqashdi. Tekshiruv natijasida oʻrta balandlikda 15 mm{11}}kamon borligi aniqlandi. Isitgich almashtirildi. Sirkulyatsiya pompasini o'rnatgandan so'ng, gradient 8 darajaga tushdi. Oʻzgartirilgan isitgich 3+ yil davomida toʻgʻri turdi. Nasosning narxi (500) kostofonni almashtiruvchi isitgichdan (500) arzon edi.
Xulosa: 1,2 m isitgich uchun 20 daraja Maks Gradient
25 mm OD, 2 mm devorga ega 1,2 m uzunlikdagi PFA isitgichi uchun xavfsiz uzluksiz ishlash uchun burilishni oldini olish uchun yuqori va pastki o'rtasidagi maksimal ruxsat etilgan issiqlik gradienti 20-25 daraja. 35 darajadan oshib ketish bir necha hafta ichida burishishni keltirib chiqaradi. Kritik gradient uzunroq isitgichlar uchun (1,5 m: 15 daraja) va ingichka devorlar uchun (1,5 mm: 15 daraja) past bo'ladi. Burilishni oldini olish uchun vertikal harorat rejimini oʻlchang, aylanma yoki oʻzgaruvchan{13}}pitchli isitgichlar orqali gradientni kamaytiring va agar gradientlar oldini olish mumkin boʻlmasa, oʻrta{14}}bogʻlovchi halqalarni qoʻshing. Buzilish asta-sekin nosozlik emas-bu to'satdan geometrik beqarorlik bo'lib, isitgichni doimiy ravishda deformatsiya qiladi. Gradientni hurmat qiling, isitgichni yoki ikkalasini ham qo'llab-quvvatlang. To'g'ri isitgich - baxtli isitgich. Uni to'g'ri tuting, uni xavfsiz saqlang.
