Kai PFA (perfluoralkoksi) apvalkalo šildytuvas naudojamas 37 % vandenilio chlorido rūgščiai užvirti 85 laipsnių temperatūroje, koks yra didžiausias leistinas sienelės storis, kad būtų išvengta polimero terminio skilimo varžinio laido sąsajoje?
Palik žinutę
Verdant 37% druskos rūgštį 85 laipsnių temperatūroje, PFA (perfluoralkoksi) apvalkalo šildytuvai priklauso nuo polimero cheminio atsparumo. Tačiau varžos laido sąsajos temperatūra yra aukštesnė nei tūrinės rūgšties temperatūra dėl šilumos srauto. PFA pradeda minkštėti 260 laipsnių ir greitai suyra virš 300 laipsnių. Didžiausias leistinas sienelės storis, kad laido sąsajos temperatūra būtų žemesnė nei 260 laipsnių, yra 1,0 mm, kai galios tankis yra 10 W/cm². Storesnės sienos padidina temperatūros kritimą per PFA, padidindamos vielos temperatūrą ir sukeldamos polimero degradaciją.
PFA apvalkalų terminio skilimo mechanizmas
Temperatūros kritimas per PFA sienelę yra ΔT=(q × t) / k, kur q yra šilumos srautas, t yra sienelės storis, o k yra PFA šilumos laidumas (0,25 W/m·K). Esant 85 laipsnių tūrinei rūgšties temperatūrai, 1,0 mm sienelė esant 10 W/cm² suteikia ΔT=(100 000 × 0,001) / 0.25=400 laipsnį, todėl vielos temperatūra yra 485 laipsnių -daug aukštesnė už 260 laipsnių minkštėjimo temperatūrą. Tačiau vielos temperatūra turi būti teisingai apskaičiuota; aukščiau pateikta formulė rodo, kad net 1,0 mm yra per storas. Praktiškai PFA šildytuvams reikalingos daug plonesnės sienos.
Kiekybinė vielos temperatūra kaip sienos storio funkcija
Verdant 37% HCl 85 laipsnių temperatūroje su 10 W/cm² galios tankiu:
| Sienelės storis (mm) | ΔT visoje PFA ( laipsnis ) | Vielos temperatūra ( laipsnis ) | PFA būklė |
|---|---|---|---|
| 0.2 | 80 | 165 | Saugus |
| 0.3 | 120 | 205 | Saugus |
| 0.4 | 160 | 245 | Saugus (beveik ribos) |
| 0.5 | 200 | 285 | Prasideda degradacija |
| 0.6 | 240 | 325 | Sunkus degradavimas |
| 0.8 | 320 | 405 | Greitas gedimas |
Didžiausio leistino sienos storio vadovas
| Galios tankis (W/cm²) | Maksimalus sienelės storis (mm) vielos temp<260°C | Rekomenduojama siena (mm) |
|---|---|---|
| 5 | 0.7 | 0.5 |
| 8 | 0.45 | 0.4 |
| 10 | 0.35 | 0.3 |
| 12 | 0.3 | 0.25 |
| 15 | 0.25 | 0.2 |
Informuotos specifikacijos sudarymas
PFA šildytuvui, verdančiame 37 % HCl 85 laipsnių temperatūroje, nurodykite 0,3–0,4 mm sienelės storį, kad vielos temperatūra būtų žemesnė nei 260 laipsnių, esant 10 W/cm². Storesnės sienos sukels terminį PFA degradaciją laido sąsajoje. Kontroliuodamas sienelės storį, inžinierius apsaugo nuo polimero gedimo.
