Kaip PFA apvalkalo šilumos laidumas lyginamas su PTFE 250 laipsnių kampu?

Įprastas panardinamasis PTFE šildytuvas 250 laipsnių C temperatūroje būtų šlubuojantis, minkštinimo gedimas. Šioje temperatūroje PFA, standesnis brolis fluoropolimerų šeimoje, vis dar yra tvirtas ir struktūriškai stabilus. Abu yra prastai laidūs šilumą, tačiau šiuo kraštutinumu juos išskiria ne laidumas, o PFA gebėjimas mechaniškai atlaikyti ten, kur PTFE negali.

PFA ir PTFE apvalkalo šilumos laidumas 250 laipsnių. Inžinerinės diskusijos prasideda nuo šilumos perdavimo duomenų, bet netrukus pereina prie medžiagos stabilumo. Esant aukštai temperatūrai, ribojantis elementas nėra apvalkalo efektyvumas perduodant šilumą. Pagrindinis iššūkis yra tai, ar polimeras vis dar gali veikti kaip mechaniškai patikimas barjeras, supantis šildymo elementą.

PTFE ir PFA šilumos laidumas
PTFE ir PFA yra fluoropolimerai ir turi daug tų pačių šiluminių savybių.

Abiejų medžiagų šilumos laidumas aplinkos temperatūroje paprastai yra artimas:

0.25 w/m.k

Šilumos laidumo vertės yra gana panašios viena į kitą praktinio darbo diapazone.

Mažas skirtumas tarp medžiagų
Paprastai PTFE ir PFA laidumo skirtumas yra:

apie 0,02 W/m·K

Daugumoje panardinamųjų šildytuvų pokyčių kiekis yra toks nedidelis, kad beveik nereikšmingas.

Kalbant apie šiluminį elgesį, abi medžiagos yra praktiškai stiprūs izoliatoriai ir neefektyvūs šilumos laidininkai.

Apvalkalo šilumos perdavimas
kadangi abu polimerai yra prastai laidūs šilumai:

Yra natūrali šilumos perdavimo riba

Vatų tankio valdymas

Užkirsti kelią vietiniam perkaitimui

Svarbiausias paviršiaus temperatūros valdymas

Taigi pati apvalkalo medžiaga šildytuvo konstrukcijoje yra mažiau svarbi nei paviršiaus plotas ir konservatyvus vatų tankis.

250 laipsnių Tikras skirtumas Kodėl verta pasirodyti
Pagrindinis skirtumas tarp PTFE ir PFA yra ne šilumos laidumas, o mechaninis patvarumas.

Esant tokioms temperatūroms, nekyla klausimas „kaip gerai jis elgiasi? bet "ar jis vis dar tvirtas?"

PTFE aukštoje temperatūroje
PTFE pasižymi dideliu cheminiu atsparumu ir žemos temperatūros galimybėmis daugeliui pramoninių pritaikymų. Tačiau naudojant panardinamąjį šildytuvą, medžiagai keliami ypatingi mechaniniai reikalavimai.

Šildytuvų programų nuolatinio aptarnavimo apribojimas
Apskritai panardinamojo šildytuvo apvalkalo priežiūrai PTFE yra ribojamas:

Nepertraukiamas veikimas maždaug 110 laipsnių kampu

Virš šio diapazono:

Staigus mechaninio standumo praradimas

Valkšnumo deformacijos padidėjimas

Prastas atsparumas slėgiui

Silpnėja struktūrinis stabilumas

PTFE naudojimas 250 laipsnių kampu jau seniai pranoko praktinę panardinimo paslaugą.

Šliaužimas ir minkštinimas
PTFE pradeda: po ilgo karščio poveikio

Labai suminkštinkite

Prarastas matmenų stabilumas

Sudužimas dėl mechaninės apkrovos

Deformuotis aplink vidinius laidininkus

Tai ypač problematiška panardinamuose šildytuvuose, kur apvalkalas turi nuolat izoliuoti įtampą turinčią varžos laidą nuo aplinkinio proceso skysčio.

Prasidėjus iškraipymui, visas šildytuvo mazgas nebėra nepažeistas.

Kodėl PFA trunka 250 laipsnių
PFA buvo skirtas išsaugoti daugelį cheminių PTFE pranašumų, tuo pačiu užtikrinant didesnį apdirbamumą ir patvarumą aukštesnėje temperatūroje.

Didesnė nepertraukiamo aptarnavimo temperatūra
Paprastai PFA turi maksimalų nuolatinės paslaugos įvertinimą:

apie 260 laipsnių

Tai leidžia veikti 250 laipsnių kampu pagal suplanuotas ilgalaikes veikimo ribas.

Šioje temperatūroje PFA vis dar turi:

Mechaninis standumas

Atsparumas jėgai

• Matmenų stabilumas

Elektros izoliacijos vientisumas

Tai nėra subtilus skirtumas. Tai būtina norint išgyventi.

Laidumas yra svarbesnis nei struktūrinis vientisumas
PFA nepraleidžia šilumos geriau nei PTFE, tačiau ir toliau veiks mechaniškai esant tokioms temperatūroms, kuriose PTFE subyrėtų.

Šis stabilumas leidžia PFA apvalkalui:

Sienos storis vienodas

Apsaugokite įkaitintą laidą

Atspari deformacijai esant slėgiui

Atsparus ilgalaikiam šiluminiam poveikiui

Taigi, PFA šildytuvas yra tarsi PTFE šildytuvo aukštos temperatūros evoliucija ne todėl, kad jis geriau paskirsto šilumą, o todėl, kad pats polimeras lieka fiziškai nepažeistas.

Mechaninis veikimas prieš terminį našumą
Vien tik šilumos laidumo statistika gali būti klaidinanti fluoropolimero šildytuvo konstrukcijoje.

Šiluminės charakteristikos Panašios
Gryno šilumos perdavimo požiūriu:

PTFE ir PFA elgiasi gana panašiai

Nė viena medžiaga nėra geras laidininkas

Abiem reikia atsargaus šildytuvo projektavimo metodų

Plačios{0}}mechaninės ribos
Tačiau esant aukštai temperatūrai atotrūkis struktūriniu požiūriu tampa didžiulis.

Esant 250 laipsnių:

Savybė PTFE PFA
Apytikslis šilumos laidumas ~0,25 W/m·K ~0,25 W/m·K nuolatinio panardinamojo šildytuvo aptarnavimo temperatūra ~110 laipsnių ~260 laipsnių
Išlaikomas mechaninis stabilumas 250 laipsnių kampu Labai pažeistas
Atsparumas slinkimui Prastas Geras Ilgalaikis{0}}Išlaikytas struktūrinis vientisumas
Šis palyginimas rodo, kad medžiagos pasirinkimas iš esmės yra mechaninis, o ne terminis.

Kodėl vatų tankis vis dar svarbus
PFA gali atlaikyti aukštesnę temperatūrą, tačiau jo ribotas šilumos laidumas vis tiek riboja dizainą.

Temperatūros valdymas ant paviršiaus
nes fluoropolimeriniai junginiai lėtai atiduoda šilumą:

Per didelis vatų tankis sukuria karštus taškus

Vidinė laido temperatūra gali greitai pakilti

Vietinis polimero skilimo pagreitis

Net naudojant PFA, šildytuvų dizaineriai turi atidžiai subalansuoti:

Galios tankis

Srauto būsenos

Skysčio temperatūra

Panardinimo gylis

Pakrovimas ant paviršiaus

PFA šiluminė nauda nepaneigia apdairios šiluminės inžinerijos reikalavimo.

Dažni šildytuvų su PFA apvalkalu pritaikymai
PFA šildytuvai yra įprasti esant atšiaurioms aukštos temperatūros cheminėms sąlygoms, kai PTFE fiziškai sugenda.

Programos apima:

Sieros -peroksido puslaidininkių valymo vonios

Oksiduojančios rūgštys, karštos

Itin{0}}grynas cheminis apdorojimas

ŠLĖGNI SUOLIAI, PUSLAIDINYS

Aukštos temperatūros ėsdinimo sistemos

Tokiose situacijose apvalkalo medžiaga turi ištverti chemiją ir nuolatinį šiluminį įtampą.

Išvada
PFA ir PTFE palyginimas 250 laipsnių kampu pirmiausia nėra šilumos laidumo tema. Abu fluorpolimerai yra palyginti prasti šilumos laidininkai, o laidumo vertės išlieka netoli 0,25 W/m·K per visą jų naudingos temperatūros diapazoną. Skirtumas yra mechaninis išgyvenimas.

PTFE viršijo 250 laipsnių panardinamojo šildytuvo praktinę veikimo ribą ir jam trūksta konstrukcinio vientisumo, būtino saugiam veikimui. Tačiau PFA tebėra nepertraukiamo-naudojimo temperatūros ribose ir toliau užtikrina vidaus šildymo šaltinio apsaugą be didelių iškraipymų ar šliaužimo.

Taigi sprendimas naudoti PFA arba PTFE apvalkalą esant ekstremalioms temperatūroms yra ne terminio optimizavimo sprendimas, o mechaninis ir eksploatacinis reikalavimas. PFA nepraleidžia šilumos geriau, tiesiog nesideformuos, neištirps ir nepraras formos situacijose, kai PTFE neišgyventų.

Aukštos{0}}temperatūrinėse šiluminėse sistemose geriausios medžiagos dažnai yra ne patys geriausi šilumos laidininkai, o tos, kurios tiesiog išlaiko savo formą, kai visa kita pradeda gesti.