Conas an Díghrádú Seolta Teirmeach In-Situ de Dhroim PFA a Thomhas Tar éis 5,000 Uair in Aigéid Ocsaídeacha?

Le himeacht ama, déanann aigéid ocsaídiúcháin ar nós aigéad nítreach (HNO₃), aigéad crómach (H₂CrO₄), agus aigéad sulfarach tiubhaithe (H₂SO₄) PFA a mhiondealú trí ghrúpaí feidhmiúla polacha (carbóinile, carboxyl, sulfonáit) a ionchorprú isteach sa chnámh droma polaiméire agus limistéir éagruthacha. Athraíonn an díghrádú ceimiceach seo airíonna iompair teirmeach an PFA, agus is gnách go laghdóidh an seoltacht theirmeach (k) 10- 30% tar éis 5000 uair ag teocht ardaithe. Mar thoradh ar k níos ísle tá titim teochta níos mó ar fud an truaill don flosc teasa céanna, rud a ardaíonn teocht an dromchla istigh PFA agus a luathaíonn an díghrádú i lúb aiseolais dearfach a thuilleadh. Ní gá an téitheoir a bhaint den tseirbhís le cur chuige comparáide chun díghrádú seoltachta teirmeach in-situ a thomhas. Déantar teocht dhromchla an téitheoir a thomhas ag flosc teasa aitheanta agus teocht sreabhán agus déantar an luach dealraitheach k a ríomh ón gcothromóid seolta teasa. Léirítear díghrádú le laghdú k ríomh le himeacht ama. Ligeann tomhais rialta (gach 500 go 1,000 uair an chloig) duit meathlú an sheath a urramú sula dteipeann air ó thaobh amhairc.

Sa-Modh Tomhais Situ
I gcás téitheoir PFA atá i riocht seasta, déantar an flosc teasa q (W/m^2) tríd an truaill a chinneadh ó ionchur cumhachta leictrigh agus achar dromchla an téitheoir (q=P_elec*η / A, áit arb í η an éifeachtacht téimh, de ghnáth 0.95–0.98 i gcás téitheoirí báite). Déantar an teocht sreabhach T sreabhach a thomhas le teirmeachúpla calabraithe. Is féidir an teocht dromchla seachtrach PFA, T dromchla , a thomhas trí cheann de na modhanna seo a leanas: (1) teirmeachúpla scannán tanaí nasctha leis an truaill le téip ardteochta agus greamaigh teirmeach (tomhas pointe); (2) ceamara infridhearg (éilíonn leacht trédhearcach agus rochtain); nó (3) brathadóir teochta friotaíochta (RTD) clampáilte go dtí an truaill. Is é an difríocht teochta trasna bhalla PFA ná ΔT_PFA=T_surface_inner - T_surface_outer Mar sin féin, níl teocht an dromchla istigh inchainníochtúil go héasca. Ag baint úsáide as an titim iomlán teochta ón gcroílár miotail (T_core) go dtí an sreabhán: ní féidir T_core a bhaint amach ach an oiread. Baineann an teicníocht phraiticiúil úsáid as an bhfíric gurb é balla an PFA féin an chonstaic mhór. Déantar an chothromóid traschur teasa a ath{-eagrú mar q=(T_surface_outer - T_fluid) × h áit arb é h comhéifeacht traschur teasa chomhiompair. Ach tá h anaithnid agus tá sé éagsúil. Ina áit sin, tomhas T_surface_outer ag dhá leibhéal cumhachta ar leith (q1 agus q2) faoi choinníollacha sreafa comhionann. Cealaíonn an difríocht h: ΔT_surface=(q2 - q1) * (t_PFA/k) mar sin k=(q2 - q1) * t_PFA / ΔT_surface. Ní éilíonn an teicníocht dhifreálach eolas ar T_core nó h.

Rith téitheoir le t_PFA=2.0 mm ag q1=2.0 W/cm² (20,000 W/m²) agus q2=3.0 W/cm² (30,000 W/m²). Tomhais T_surface do gach cumhacht, T1=95 céim , T2=115 céim , T_fluid=80 céim (leanúnach) ΔT_surface=20C Ansin k=(30000-20000) * .002 / * {{0} / * {{0} 20=1.0 W/mK Tá sé seo dodhéanta go teicniúil (Is é PFA k 0.19-0.22). Léiríonn an difríocht go n-ionchorpraíonn an $\\Delta T_{dromchla}$ tomhaiste na héagsúlachtaí in h le coinníollacha teochta agus sreafa. Éilíonn an teicníc difreálach h tairiseach. Is annamh a bhíonn sé seo amhlaidh. Bealach níos cruinne ná úsáid a bhaint as téitheoir tagartha a bhfuil k cobhsaí aitheanta (eg, téitheoir PFA úr nó téitheoir miotail) in aice leis an téitheoir díghrádaithe. Tomhais T_dromchla an dá théitheoir ag q comhionann agus ag na coinníollacha sreabháin céanna. Ciallaíonn dromchla T níos mó an téitheoir meathlaithe an friotaíocht teirmeach níos airde. k_degraded=k_reference * (T_surface_reference - T_fluid) / (T_surface_degraded - T_fluid) Is é cruinneas an nós imeachta comparáideach seo ná ±10–15 faoin gcéad.

k Táthar ag súil le Díghrádú in Aigéid Ocsaídeacha
Aigéad Ocsaídeach Tiúchan Teocht ( céim ) Am Nochta (uaireanta) Tosaigh k (W/m·K) Díghrádaithe k (W/m·K) Laghdú (%) Meicníocht
Aigéad nítreach 30% 90 5,000 0.20 0.17-0.18 10-15% Foirmiú carbóinile
Aigéad nítreach 70 % 100 5,000 0.20 0.14-0.16 20-30 % Ocsaídiú dromchla dian
Aigéad cróim 50 g/L 60 5,000 0.20 0.16-0.18 10-20% Sulfónú dromchlaí
Aigéad sulfarach 96% 120 5,000 0.20 0.15-0.17 15-25% Sulfónú + díhiodráitiú
Aigéad sulfarach 96% 140 2000 0.20 0.12–0.14 30–40%Meath mór (ní mholtar é ar feadh 5000 uair)
Aigéad measctha (HNO₃/HF) 20/5% 80 5,000 0.20 0.16–0.18 10–20% Ionsaí sineirgisteacha
Piranha (H 2 SO 4 /H 2 O 2 ) 3:1 120 1,000 (shaol gearr) 0.20 0.10-0.12 40-50% Ocsaídiú tromchúiseach
Nós Imeachta Tomhais Stepwise
Tomhas Bunlíne: Maidir le téitheoir nua, tomhais k le luach ceadaithe an mhonaróra nó le tomhas saotharlainne (ASTM E1530) ar shampla ón mbaisc easbhrúite céanna. Más féidir, suiteáil téitheoir tagartha (nua) i gcomhthreo leis an téitheoir seirbhíse.

In-socrú situ: tá 3 teirmeachúpla ceangailte den dromchla PFA ag an bpointe tuartha is teo (de ghnáth 10-20 cm ón taobh fuar), lárfhad, agus in aice leis an mbun. Bain úsáid as greamaigh teirmeach le haghaidh teagmháil mhaith. Ba cheart caipín beag rubair silicone a insliú ón leacht teirmeachúpla chun teocht an dromchla fíor a thomhas (gan tionchar ag an sreabhadh sreabhach). De rogha air sin, féadfar tomhas neamhtheagmhála a dhéanamh trí úsáid a bhaint as ceamara infridhearg trí ghloine radhairc.

Is iad cúinsí staide seasta: Rith an umar ag an ngnáthphointe socraithe agus sreabhadh ar feadh 1 uair ar a laghad chun cothromaíocht theirmeach a bhaint amach. 3. Taifead teocht an dromchla PFA ag 3 phointe, teocht an tsreabháin (ilsuíomhanna), cumhacht leictreach (voltas x sruth) Ríomh an fíor-sreabhadh teasa: q=(V×I×η)/A, nuair is é η an fachtóir éifeachtúlachta a chuireann san áireamh na caillteanais teasa trí bhallaí η. 0.90–0.95 i gcás umair atá inslithe go maith, 0.80–0.85 i gcás umair neamhinslithe. A=π × D × L_sub

Ríomh an dealraitheach k: t_PFA * (T_core - T_surface)=q / k Toisc nach bhfuil T_core anaithnid, ba cheart cur chuige an téitheoir tagartha a úsáid: T_surface_ref=T_fluid + q*(t_PFA/k_ref + 1/h) le haghaidh téitheoir tagartha (ar a dtugtar, k_ref_ same), an téitheoir tagartha (ar a dtugtar, k_ref_ same). Rinne T_surface_degraded=T_fluid + q × (t_PFA/k_degraded + 1/h) don téitheoir díghrádaithe. Dealaigh an dá chothromóid (q agus h céanna): T_surface_degraded - T_surface_ref=qx t_PFA x (1/k_degraded - 1/k_ref) Réitigh le haghaidh k_degraded=1 / (1/k_ref + (T_surface) (T_surface_degrade) (T_surface_degrader) * t_PFA))

Ríomh samplach: k_ref=0.20 W/m·K, t_PFA=0.002 m, q=30,000 W/m2 (3 W/cm2). T_surface_ref=95 céim , T_surface_degraded=108 céim , T_fluid=80 céim . Ansin dhíghrádaigh $1/k_{= 1/0.20 + (108-95)/(30,000 \\times 0.002)=5 + 13/{60=5.217$$k_{{= 1/5.217=0.192 $W/m· Minidegradation}=1/5.217=0.192 $ W/m· Laghdú Má dhíghrádaigh T_surface_=125 céim ansin 1/k_díghrádaithe=5+(125-95)/(60)=5+30/60=5.5, k_díghrádaithe=0.182 W/m·K, laghdú=9%

Cad Le Déanamh Leis na Torthaí
Tugann an laghdú k de 10-15% meath suntasach le tuiscint. Is féidir leanúint leis an téitheoir a úsáid ach ba cheart é a iniúchadh gach trí mhí. Tugann titim 15-25% le fios go bhfuil meath suntasach ann. I 6 go 12 mhí, moltar an téitheoir a athsholáthar. Agus ciallaíonn laghdú 25% díghrádú tromchúiseach. D'fhéadfadh an PFA a bheith gar do theip, mar sin cuir an téitheoir in ionad láithreach. Léiríonn an laghdú k go bhfuil teocht an dromchla istigh níos airde ná mar a bhí beartaithe agus luasghéaraítear an díghrádú. Má leanann an k tomhaiste ag laghdú ag luas luathaithe (m.sh., meath 10% sa chéad 5,000 uair an chloig, meath 15% sna 2,000 uair an chloig eile), tá an téitheoir i bíseach teip agus ba cheart é a athsholáthar go coisctheach.

Mura bhfuil téitheoir tagartha sa tsaotharlann nó sa tsaoráid, is é rogha inmharthana an teocht dromchla PFA a thomhas ag cumhacht socraithe agus é a chur i gcomparáid leis an teocht nuair a bhí an téitheoir nua. Léiríonn méadú leanúnach ar theocht an dromchla le himeacht ama (ag cumhacht tairiseach, teocht sreabhach agus sreabhadh) an meath k. I gcás balla 2.0 mm ag 3 W/cm2 , mar thoradh ar mhéadú 10 céim ar dhromchla T laghdaítear ak thart ar 0.01–0.015 W/m·K (5–7%){10}} is ionann ardú céime agus laghdú 10-15%. Tá gá le hathsholáthar téitheoirí ag méadú 30 céim nó níos mó.

Achoimre: Aimsítear díghrádú folaithe trí thomhas rialta in{0}}situ k
The thermal conductivity of a PFA sheath is reduced by 10-30% after 5,000 hours of exposure to oxidising acids (nitric, chromic, concentrated sulphuric) at elevated temperatures. This degradation can be assessed in-situ using a comparison approach with a reference heater with known stable k or by monitoring the increase of PFA surface temperature over time at constant operating circumstances. If the drop is >15%, léiríonn sé díghrádú tromchúiseach agus ba cheart go spreagfadh sé athsholáthar sceidealta laistigh de 6-12 mhí. Má tá laghdú > 25%, athsholáthar tapa ag teastáil. Soláthrófar foláireamh luath maidir le díghrádú truaill roimh scoilteadh nó blistering dealraitheach trí thomhas rialta (gach 500-1,000 uair i seirbhís ocsaídeach bhríomhar). Le haghaidh próisis thábhachtacha, cuir téitheoir tagartha in aice le gach téitheoir seirbhíse chun monatóireacht leanúnach a cheadú. Is fánach an costas a bhaineann le téitheoir tagartha ($200-500) i gcomparáid leis an gcostas a bhaineann le teip gan choinne as a dtagann éilliú folctha agus cur isteach ar phróisis. Déanfaidh innealtóirí nach bhfuil rochtain acu ar théitheoirí tagartha an t-ardú teochta dromchla dealraitheach a chinneadh go tréimhsiúil agus athsholáthróidh siad na téitheoirí nuair a shroicheann an t-ardú teochta 20 céim os cionn an luach bonnlíne ag na coinníollacha oibriúcháin céanna. Is rabhadh luath é díghrádú seoltacht theirmeach maidir le druidim le teip PFA - ná déan dearmad air.