Može li dvo-grijaći element u PFA omotaču osigurati 50% snage nakon što jedan strujni krug otkaže bez lokalnih vrućih točaka?

Nakon prekida jednog strujnog kruga, dvo{0}}namotan grijaći element-dva odvojena otporna kruga paralelno namotana duž iste duljine grijača-mogu dati 50% snage. Međutim, uzorak zavoja je jedini čimbenik koji određuje hoće li se to dogoditi u nedostatku lokalnih vrućih točaka. Kvar jednog kruga ostavlja svaki drugi zavoj aktivnim ako su oba kruga ravnomjerno isprepletena (izmjenični zavoji). To rezultira periodičnim vrućim-hladnim uzorkom gdje površinska temperatura PFA fluktuira za ±15-30 stupnjeva duž duljine, s vrućim područjima na aktivnim zavojima i hladnim mjestima pri neuspjelim zavojima. Lokalizirano taloženje kamenca i toplinski stres uzrokovani su ovim neravnomjernim zagrijavanjem. Kvar jednog kruga ostavlja polovicu grijača hladnom, što je nezadovoljavajuće za postojanu temperaturu ako su dva kruga namotana kao različite zone (krug A na donjoj polovici, krug B na gornjoj polovici). Dvostruki{13}}grijač s oba kruga ravnomjerno raspoređena i redundancijom na spoju najbolji je dizajn za-ujednačenost načina kvara. Svaki krug napaja polovicu zavoja, ali zavoji su upareni tako da su aktivni i neaktivni zavoji jedan do drugoga, a ne izmjenjuju se. Čak i dalje postoji razlika od 5-10 stupnjeva. Upotrijebite dva neovisna grijača s jednim -krugom za bitne primjene koje trebaju istinsku redundanciju bez vrućih točaka (pogledajte članak #36). Kompromis je dvojak-rane.

Raspodjela temperature nakon kvara jednog strujnog kruga
Je li varijacija u distribuciji zavoja uzorka namota nakon kvara jednog kruga Hot Spot ΔT u usporedbi s prije kvara prihvatljiva za proces?
Isprepleteno, naizmjenično (A, B, A, B...) 50% svaki ±15–30 stupnjeva duž duljine Kod aktivnih zavoja, +20–40 stupnjeva Marginalno (rizik na ljestvici)
U parovima (AA, BB, AA, BB) Prihvatljivo za nisku osjetljivost: dva aktivna zavoja u kombinaciji, nakon čega slijede dva neaktivna zavoja na ±10–20 stupnjeva + 10–25 stupnjeva
Zona (dolje A, gore B) A na donjoj polovici, B na gornjoj polovici, 0 stupnjeva na pokvarenoj polovici, normalno na drugoj N/A (hladna zona) Neprihvatljivo
raspoređen pomoću toplinskog izjednačivača bakrenog rukavcaBakreni rukavac + naizmjenično + ±5–10 stupnjeva + 5–15 stupnjeva Dobro
Dva neovisna grijača 0 stupnjeva (jedan grijač isključen) 0 stupnjeva (drugi grijač kompenzira) Najbolje (prema članku #85)
Toplinska slika kvara dvostrukog-grijača rane
Nakon kvara jednog kruga, grijač s dvo-navojem od 6 kW (naizmjenični zavoji, svaki krug 3 kW) koji radi na 3 kW prikazuje:

Aktivni okreti: 120 stupnjeva na površini (u vodi koja ima 80 stupnjeva)

Neaktivni okreti: temperatura površine tekućine je 85 stupnjeva.

Periodičnost: Vruće i hladne trake odvojene su 5–10 mm.

Širina grijanih traka je samo 3-4 mm.

Dok hladne trake ostaju čiste, vruće trake postaju bijele u vodi-tvoreći kamenac. Zbog ubrzanja lokalnog pregrijavanja kamenca, aktivni zavoji otkazuju ranije. U stvarnosti, grijač s jednim neispravnim krugom rijetko traje dulje od nekoliko mjeseci prije nego što lokalizirano pregrijavanje uzrokuje kvar preostalog kruga.

Raspodjela snage i opterećenja na preostali krug
Ako je krug spojen paralelno, on mora nositi cijeli napon u slučaju prekida strujnog kruga. P=V²/R je njegova snaga. Ukupna snaga prije kvara=2 × V²/R=2P_krug ako oba kruga imaju isti otpor R. Snaga=V²/R=P_krug=50% od početnog ukupnog nakon kvara. Ovo je točno. Preostali krug, međutim, sada ima upola manje aktivnih zavoja dok radi pri istoj gustoći vata (isti napon, otpor i toplina po zavoju). Proizvodnja topline je nepromijenjena u aktivnim zavojima. Međutim, aktivni zavoji sada moraju raspršiti toplinu koja bi otišla na neuspjele zavoje. Ne, propuštena skretanja su samo isključena. Neispravni zavoji ne stvaraju toplinu, dok aktivni zavoji generiraju istu količinu topline kao i prethodni. Količina proizvedene topline prepolovljena je. Višak snage ne uzrokuje lokalno pregrijavanje aktivnih zavoja. Međutim, budući da obližnja hladna zavoja više ne zagrijavaju tekućinu između, temperatura aktivnih zavoja može donekle porasti. Temperatura aktivnog zavoja raste za 5-15 stupnjeva kao rezultat protoka topline iz aktivnih zavoja koji se širi bočno i prima manje topline od susjeda. Ovo je vruća točka u tom području.

Korisna procjena za vaš zahvat
Prihvatljiva temperaturna varijacija nakon kvara Zahtjevi procesa Je li dvostruka-rana prikladna? Bolji pristup
±1 stupanj (farmaceutski, poluvodički) Ne, dva neovisna grijača plus rezervni ±3 stupnja (precizna kemijska) Ne, dva različita grijača
±5 stupnjeva (industrijski standard) Marginalno Dva neovisna grijača, po mogućnosti s bakrenim rukavcem
±10 stupnjeva (pokrivanje, pranje) Da (naizmjenično, s rukavom) Prihvatljivo
Nedostatak regulacije temperature (samo radni ciklus) Da (bilo koji uzorak) Prihvatljivo
Primjer na terenu
Dvo-namotani PFA grijači s alternativnim okretajima korišteni su u liniji za oblaganje kako bi se ponudila 50% redundancije snage. Grijač je nastavio raditi s 50% snage čak i nakon kvara jednog strujnog kruga. Na aktivnim zavojima, međutim, bijeli prstenovi kamenca bili su uzrokovani vrućim trakama (15 stupnjeva iznad normale). Nakon tri mjeseca, preostali krug se srušio zbog pogoršanja prijenosa topline prstenova kamenca. Umjesto upotrebe jednog dvo-namotanog grijača od 6 kW, postrojenje je prešlo na dva neovisna grijača od 3 kW. Temperatura kupke pala je s 90 stupnjeva na 85 stupnjeva nakon što je jedan grijač pokvario, ali je kvaliteta nanošenja još uvijek bila zadovoljavajuća. Tijekom planiranog održavanja zamijenjen je neispravni grijač. Nije bilo temperaturnih traka. Tvornica je došla do zaključka da nema vrućih točaka i da dva neovisna grijača pružaju pravu redundanciju.

U zaključku, Dual-Wound stvara vruće točke, ali nudi 50% snage.
Dvo-rana Kada se jedan strujni krug prekine, PFA grijač s dva paralelna strujna kruga još uvijek može opskrbljivati ​​50% svoje snage. Međutim, sve dok se ne umetne toplinski ekvilizator (bakrena čahura), preostali aktivni zavoji proizvode periodične vruće pojaseve (fluktuacija od ±15 do 30 stupnjeva). Lokalizirani kamenac, toplinski stres i konačno kvar preostalog kruga uzrokovani su ovom neravnomjernom temperaturom. Dvo-namatanje može biti prikladno za procese koji mogu izdržati varijacije od ±10 stupnjeva. Upotrijebite dva različita{10}}jednokružna grijača za preciznu kontrolu temperature. Dual{12}}wind nije pravo redundancijsko rješenje; nego je to kompromis-za uštedu prostora. Uložite dodatni prostor u dva grijača ako je vrijeme rada ključno. Vaše će održavanje biti lakše, a vaš postupak dosljedniji. Vrući bendovi nisu bezazleni. Ne uspijevaju, pucaju i ljušte se. Odvojene grijalice držite dalje od njih.