Jaká je maximální přípustná tloušťka stěny pro PFA (Perfluoralkoxy) plášťový ohřívač používaný k udržení 130 stupňů v 50% roztoku hydroxidu draselného při atmosférickém tlaku, aby udržela polymer pod bodem tání na rozhraní odporového drátu?

PFA má bod tání 260 stupňů v 50% hydroxidu draselném při 130 stupních. Teplota na rozhraní drátu je T kyselina + ΔT kde ΔT=q × t / k s k=0.25 W/mK Maximální povolená tloušťka stěny je 0,41 mm pro reprezentativní hustotu výkonu 8 W/cm² (80 000 W/m²) a objemovou teplotu 130 stupňů, aby se zajistilo, že kontakt drátu zůstane pod 260 stupňů. Pokud by stěny byly ještě silnější, rozhraní by přesáhlo 260 stupňů, roztavilo by polymer a způsobilo by katastrofické selhání systému.

Proces povrchového tavení drátu

Odporový drát se zahřeje. Rozdíl teplot napříč stěnou PFA je úměrný tloušťce stěny. Když teplota rozhraní překročí 260 stupňů, PFA se roztaví a drát se obnaží a elektrická izolace selže. Roztok louhu může potenciálně reagovat s roztaveným polymerem.

Kvantitativní teplota drátu versus tloušťka stěny

Pro 50% KOH při 130 stupních a 8 W/cm2:

Tloušťka stěny (mm) ΔT ( stupeň ) Teplota drátu ( stupeň ) Stav PFA 0.2 64 194 Bezpečný 0.3 96 226 Bezpečný 0.4 128 258 Téměř tání 0.41 131 261 Začátek tání 0.5 160 290 Tavený, selhal Průvodce maximální přípustnou tloušťkou stěny

Hustota výkonu (W/cm 2 ) Max. tloušťka stěny pro T drát<260 o C (mm) 5 0.65 6 0.54 7 0.46 8 0.41 10 0.32 12 0.27
Vypracování informované specifikace

U ohřívače PFA v 50% KOH při 130 stupních zajistěte tloušťku stěny 0,35-0,40 mm při 8 W/cm². Zmenšením tloušťky zvýšíte hustotu výkonu. Technik nastaví tloušťku stěny tak, aby nedošlo k roztavení pláště PFA.