Grijanje na zrak i plin s patronskim grijačima

Zagrijavanje plinova razlikuje se od zagrijavanja krutih tvari ili tekućina jer plinovi imaju nisku toplinsku vodljivost i gustoću. Patronski grijači dizajnirani su za rad s ovim vrstama aplikacija uzimajući u obzir poseban način na koji plinovi prenose toplinu.

Primjene s prirodnom konvekcijom, kao što su zatvoreni prostori, ormari i komore za okoliš, ovise o protoku -potaknutom uzgonom. U usporedbi s čvrstim grijanjem, maksimalne gustoće u vatima znatno padaju, obično na 5–15 W/in², ovisno o temperaturi prostorije i željenoj temperaturi plašta. Kada je gustoća previsoka, omotač je prevruć jer zrak ne može dovoljno brzo odvesti toplinu. Postavljanje reflektirajućih štitova iza grijača poboljšava njihov rad smanjujući gubitke zračenja u okolnu strukturu.

Prisilna konvekcija čini da stvari rade puno bolje. Brzina zraka mijenja koliko dobro se toplina može prenijeti. Na primjer, ako se brzina udvostruči, gustoća vata koja se može koristiti također se udvostručuje. Veće gustoće snage i brže zagrijavanje mogući su sa sustavima puhanja, kanalskim protokom ili cirkulacijom ventilatora. Ali brzina nikada ne smije pasti ispod određene razine; ako protok zraka prestane, uređaj bi se odmah pregrijao, čak i pri niskim gustoćama vata.

Odnos između temperature plašta i gustoće vata slijedi poznate krivulje za različite uvjete protoka zraka. Za postizanje temperature omotača do 1400 stupnjeva F, potrebno vam je oko 25 W/in² na 70 stupnjeva F s prirodnom konvekcijom. Pri 500 stopa u minuti prisilnog protoka zraka, ista temperatura plašta propušta 60 W/in². Ove veze pomažu u stvaranju sigurnosnih sustava i specifikacija.

Kada postoji više grijača, morate razmisliti o tome koliko bi trebali biti međusobno udaljeni. Stavljanje uložaka bliže od jednog kruga otežava oslobađanje topline za svaki od njih. Primjenjuju se faktori odstupanja, što obično znači pad od 5% za mali razmak i pad od 15% kada su prisutni reflektori. Kako središnje zone ne bi postale prevruće, dizajn niza mora uzeti u obzir ove interakcije.

Za grijanje zraka vrlo su važni sigurnosni sustavi. Prekidači za provjeru protoka zraka zaustavljaju dovod struje do uređaja ako nema dovoljno protoka. Visok{2}}granični prekidači za temperaturu sprječavaju neovisna isključivanja. Logika vremenskog-odgode osigurava da se protok uspostavi prije grijanja i nastavi nakon isključivanja radi hlađenja grijača. Kada grijači rade u ustajalom zraku, mogu uzrokovati katastrofalne kvarove. Ove blokade sprječavaju da se to dogodi.

Primjene grijanja zraka koriste ogromnu površinu patronskih grijača-velikog promjera. Veći promjeri pružaju graničnom sloju više prostora za prijenos topline, što ih čini učinkovitijima od nizova manjih grijača. Ali veća apsolutna snaga znači da se protok zraka mora pažljivo provjeriti i sigurnosni sustavi moraju biti pažljivo planirani.

Problemi s onečišćenjem utječu na primjene grijanja zraka. Čestice u protoku zraka mogu istrošiti površine grijača ili ostaviti za sobom izolacijske slojeve. Kada sustavi komprimiranog zraka ispuštaju uljnu maglu, ona se pretvara u ugljik na zagrijanim omotačima. Na nečistim mjestima, filtri i separatori prije grijača produljuju trajanje.

Različite primjene grijanja zraka zahtijevaju prilagođeni inženjering kako bi dobro funkcionirale s pravim uvjetima protoka, temperaturnim potrebama, sigurnosnim normama i varijablama okoliša.