Може ли двоен{0}}нагревателен елемент в PFA обвивка да осигури 50% мощност след повреда на една верига без локални горещи точки?

След прекъсване на една верига, двойно{0}}навит нагревателен елемент-две отделни съпротивителни вериги, навити паралелно по една и съща дължина на нагревателя-може да достави 50% от мощността. Моделът на навиване обаче е единственият фактор, който определя дали това се случва при липса на локални горещи точки. Повреда на една верига оставя всеки друг ход активен, ако и двете вериги са равномерно преплетени (редуващи се ходове). Това води до периодичен горещ-студен модел, при който температурата на повърхността на PFA варира с ±15–30 градуса по дължина, с горещи зони при активни завои и хладни места при неуспешни завои. Локализираното отлагане на котлен камък и термичният стрес се дължат на това неравномерно нагряване. Повреда на една верига оставя половината от нагревателя студен, което е незадоволително за постоянна температура, ако двете вериги са навити като отделни зони (верига A в долната половина, верига B в горната половина). Нагревател с двойна{13}}намотка с еднакво разпределение на двете вериги и резервиране при връзката е най-добрият дизайн за еднаквост-на режима на отказ. Всяка верига захранва половината от завоите, но завоите са сдвоени, така че активните и неактивните завои да са един до друг, а не да се редуват. Въпреки това все още има разлика от 5–10 градуса. Използвайте два независими един{20}}нагревателя за основни приложения, които се нуждаят от истинско резервиране без горещи точки (вижте член #36). Компромисът е двоен-.

Разпределение на температурата след повреда в единична верига
Приемлива ли е за процеса промяна в разпределението на оборотите на модела на намотката след повреда на една верига в гореща точка ΔT в сравнение с преди повреда?
Преплетени, редуващи се (A, B, A, B...) 50% всеки ±15–30 градуса по дължина При активни завои, +20–40 градуса Предел (риск по скалата)
По двойки (AA, BB, AA, BB) Приемливо за ниска чувствителност: комбинирани две активни завъртания, последвани от две неактивни завъртания на ±10–20 градуса + 10–25 градуса
Зона (отдолу A, отгоре B) A в долната половина, B в горната половина, 0 градуса в повредената половина, нормално в другата N/A (студена зона) Неприемливо
разпределени с помощта на термичен еквалайзер с медна втулка Медна втулка + редуване + ±5–10 градуса + 5–15 градуса Добър
Два независими нагревателя 0 градуса (единият нагревател е изключен) 0 градуса (другият нагревател компенсира) Най-добър (съгласно член #85)
Термично изображение на повреда на двоен-нагревател на раната
След повреда на една верига, 6 kW двоен-нагревател (редуващи се обороти, всяка верига 3 kW), работещ на 3 kW, показва:

Активни завои: 120 градуса на повърхността (във вода, която е 80 градуса)

Неактивни завои: температурата на повърхността на течността е 85 градуса.

Периодичност: Горещите и хладните ленти са разделени на 5–10 mm.

Ширината на нагретите ленти е само 3–4 mm.

Докато студените ивици остават чисти, горещите ивици побеляват във вода,-образуваща котлен камък. Поради ускоряването на локалното прегряване на скалата, активните завои се провалят по-рано. В действителност, нагревател с една неизправна верига рядко издържа повече от няколко месеца, преди локализираното прегряване да причини повреда на останалата верига.

Разпределение на мощността и натоварването в останалата верига
Ако една верига е свързана паралелно, тя трябва да носи цялото напрежение в случай на отворена верига. P=V²/R е неговата мощност. Обща мощност преди повреда=2 × V²/R=2P_circuit, ако и двете вериги имат еднакво съпротивление R. Мощност=V²/R=P_circuit=50% от първоначалната обща стойност след повреда. Това е точно. Останалата верига обаче сега има наполовина по-малко активни навивки, докато работи при същата плътност на вата (същото напрежение, съпротивление и топлина на завъртане). Генерирането на топлина е непроменено в активните завои. Сега обаче активните завои трябва да разсеят топлината, която би отишла при неуспешните завои. Не, пропуснатите завои просто са изключени. Неуспешните завои не генерират топлина, докато активните завои генерират същото количество топлина, както преди. Количеството произведена топлина се намалява наполовина. Излишната мощност не води до локално прегряване на активните обороти. Въпреки това, тъй като близките студени завои вече не загряват течността между тях, температурата на активните завои може донякъде да се повиши. Температурата на активния завой се повишава с 5–15 градуса в резултат на топлинния поток от активните завои, разпространяващ се странично и получаващ по-малко топлина от съседите. Това е горещата точка в района.

Полезна оценка за вашата процедура
Приемлива температурна вариация след повреда Изискване за процеса Двойна{0}}рана подходяща ли е? По-добър подход
±1 градус (фармацевтичен, полупроводников) Не, два независими нагревателя плюс резервен ±3 градуса (прецизен химикал) Не, два различни нагревателя
±5 градуса (промишлен стандарт) Маргинален Два независими нагревателя, евентуално с медна втулка
±10 градуса (покритие, измиване) Да (редуване, с ръкав) Приемливо
Липса на регулиране на температурата (само работен цикъл) Да (всеки модел) Приемливо
Пример в полето
Двойно{0}}навитите PFA нагреватели с редуващи се завъртания бяха използвани в линията за покритие, за да предложат 50% резервиране на мощността. Нагревателят продължи да работи с 50% мощност дори след повреда на една верига. При активните завои обаче пръстените с бяла скала бяха причинени от горещите ленти (15 градуса над нормалното). След три месеца останалата верига се срути поради влошаване на преноса на топлина от скалните пръстени. Вместо да използва един нагревател с двойна-намотка от 6 kW, инсталацията премина към два независими нагревателя от 3 kW. Температурата на ваната падна от 90 градуса на 85 градуса след повреда на един нагревател, но качеството на покритието все още беше задоволително. По време на плановата поддръжка неизправният нагревател беше сменен. Нямаше температурни ленти. Заводът стигна до заключението, че няма горещи точки и че два независими нагревателя осигуряват истинско резервиране.

В заключение, Dual-Wound генерира горещи точки, но предлага 50% мощност.
Две-рани Когато една верига се скъса, PFA нагревател с две паралелни вериги все още може да достави 50% от мощността си. Въпреки това, докато бъде поставен термичен еквалайзер (медна втулка), останалите активни навивки произвеждат периодични горещи ленти (±15–30 градуса флуктуация). Локализиран мащаб, топлинен стрес и в крайна сметка разрушаването на останалата верига са причинени от тази неравномерна температура. Двойната{7}}намотка може да е подходяща за процеси, които могат да издържат на вариации от ±10 градуса. Използвайте два различни-единични нагревателя за точен контрол на температурата. Двойната{12}}намотка не е истинско резервно решение; по-скоро това е компромис-за спестяване на място. Инвестирайте допълнителното пространство в два нагревателя, ако времето за работа е от решаващо значение. Вашата поддръжка ще бъде по-лесна, а процедурата ви ще бъде по-последователна. Горещите групи не са безобидни. Те се провалят, напукват се и се мащабират. Дръжте отделни нагреватели далеч от тях.