Při vroucí 37% kyselině chlorovodíkové při 85 stupních se ohřívače pláště PFA (perfluoralkoxy) spoléhají na chemickou odolnost polymeru. Teplota na rozhraní odporového drátu je však vyšší než teplota objemové kyseliny v důsledku tepelného toku. PFA začíná měknout při 260 stupních a nad 300 stupních rychle degraduje. Maximální přípustná tloušťka stěny pro udržení teploty rozhraní drátu pod 260 stupňů je 1,0 mm pro hustotu výkonu 10 W/cm². Silnější stěny zvyšují teplotní spád na PFA, zvyšují teplotu drátu a způsobují degradaci polymeru.

Mechanismus tepelné degradace v PFA pláštích

Pokles teploty na stěně PFA je ΔT=(q × t) / k, kde q je tepelný tok, t je tloušťka stěny a k je tepelná vodivost PFA (0,25 W/m·K). Pro objemovou teplotu kyseliny 85 stupňů poskytuje 1,0 mm stěna při 10 W/cm² ΔT=(100 000 × 0,001) / 0.25=400 stupňů, což má za následek teplotu drátu 485 stupňů - hodně nad bodem měknutí 260 stupňů. Teplota drátu však musí být správně vypočtena; výše uvedený vzorec ukazuje, že i 1,0 mm je příliš tlustý. V praxi ohřívače PFA vyžadují mnohem tenčí stěny.

Kvantitativní teplota drátu jako funkce tloušťky stěny

Pro vaření 37% HCl při 85 stupních s hustotou výkonu 10 W/cm²:

Průvodce maximální přípustnou tloušťkou stěny

Vytvoření informované specifikace

Pro ohřívač PFA ve vroucí 37% HCl při 85 stupních specifikujte tloušťku stěny 0,3–0,4 mm, aby se teplota drátu udržela pod 260 stupňů při 10 W/cm². Silnější stěny způsobí tepelnou degradaci PFA na rozhraní drátu. Řízením tloušťky stěny technik zabraňuje selhání polymeru.