Suyuq azotning bug'lanishi issiqlik muhandisligining noyob muammosini keltirib chiqaradi. Foydalanish mumkin bo'lgan haroratda -196 daraja suyuqlikni gazga aylantirish uchun katta energiya talab qilinadi - bug'lanish uchun taxminan 200 kJ/kg va etkazib berish haroratiga erishish uchun qo'shimcha isitish kerak. Azot liniyalariga botirilgan yoki atrofiga oʻralgan kartrijli isitgichlar haddan tashqari harorat gradientlari va faza oʻzgarishi hodisalarini boshqarishda bu energiyani ishonchli tarzda yetkazib berishi kerak.
Isitgichdan suyuq azotga issiqlik almashinuvi sirt harorati va issiqlik oqimi bilan o'zgaruvchan qaynash rejimlari orqali sodir bo'ladi. Past issiqlik oqimida yadroli qaynatish sirt haroratining o'rtacha ko'tarilishi bilan samarali issiqlik uzatishni ta'minlaydi. Oqim ko'payishi bilan o'tish qaynashi va oxir-oqibat plyonka qaynashi sodir bo'ladi, bug 'plyonkasi sirtni izolyatsiya qiladi va harorat ekskursiyasini keltirib chiqaradi. Kartrijli isitgich dizayni bu muhim issiqlik oqimi chegaralaridan qochishi kerak.
Azotli isitish uchun quvvatni hisoblash massa oqimi va harorat ko'tarilishini tushunishni talab qiladi. 10 kg/soat suyuq azotni bug'laydigan chiziq va 20 darajaga qadar qizdirish uchun taxminan 600 Vt issiqlik quvvati kerak bo'ladi. Lekin bu davlat talabi-; sovuq sharoitda ishga tushirish yoki vaqtinchalik yuqori talab bu quvvatni 2-3 baravar talab qilishi mumkin. Isitgichning o'lchamlari plyonkani qaynatish rejimiga kirmasdan tepaliklarga mos kelishi kerak.
Kriogen issiqlik uzatish muhandisligiga ko'ra, suyuq azotning barqaror yadroli qaynashi uchun maksimal issiqlik oqimi sirt holati va yo'nalishiga qarab taxminan 10-20 Vt / sm² ni tashkil qiladi. Azot xizmati uchun kartrijli isitgichlar odatda ushbu chegaradan pastroq chegarani saqlab qolish uchun 5-10 Vt / sm² ni belgilaydi. Konservativ reyting oqim o'zgarishi va sirt qarishi bo'yicha barqaror ishlashni ta'minlaydi.
Voltajni tanlash quvvatni boshqarishning aniqligiga ta'sir qiladi. 480V oʻrniga -120V yoki 240V{7}}pastroq kuchlanish azotli isitish uchun xos boʻlgan oddiy umumiy quvvatlar uchun quvvatni yanada nozik sozlash imkonini beradi. Ammo kuchlanish mavjud bo'lgan isitgichning sirt maydoni bilan kerakli quvvatga erishish uchun etarli bo'lishi kerak. Kuchlanish, oqim va isitgich o'lchamlari o'rtasidagi kelishuvlar muayyan ilovalar uchun optimallashtiradi.
Bir nechta isitish zonalari boshqariladigan bug'lanish va qizib ketishni ta'minlaydi. Yuqori issiqlik oqimidagi boshlang'ich zona suyuqlikni bug'laydi; Pastroq oqimdagi keyingi zonalar gazni maqsadli haroratgacha qizdiradi. Ushbu bosqichlash ikki fazali oqimning bir-zonadagi isishi yuzaga keladigan haroratning beqarorligini oldini oladi. Hududni boshqarish, shuningdek, bir zonaning ishlamay qolishi -kamaytirilgan quvvatda ishlashni davom ettirish imkonini beradi.
Isitilgan qismlarning issiqlik izolatsiyasi issiqlik yo'qotilishini kamaytiradi va samaradorlikni oshiradi. Vakuum{1}}ko'ylagi yoki ko'pikli-izolyatsiyalangan liniyalar isitish va foydalanish nuqtasi o'rtasida azot haroratini ushlab turadi. Izolyatsiya, shuningdek, xavfsizlik xavfi va texnik yukni keltirib chiqaradigan tashqi kondensatsiya va muz shakllanishining oldini oladi. Kartrijli isitgichni izolyatsiyalash tizimlari bilan integratsiyalashuvi simlarni yo'naltirish va xizmat ko'rsatishga kirishga e'tibor berishni talab qiladi.
Xavfsizlik tizimlari isitgichning ishlamay qolishi rejimlaridan himoya qiladi. Isitgichni boshqarishdan mustaqil harorat sensorlari qochqin sharoitlarni aniqlaydi. Oqim kalitlari, agar azot oqimi to'xtasa, isitgichlarning o'chirilishini ta'minlaydi, bu esa quruq-va qizib ketishning oldini oladi. Bosimning pasayishi bug'lanish blokirovkasidan himoya qiladi, bu esa bosimni oshiradi. Kodga rioya qilish uchun majburiy bo'lgan ushbu tizimlar uskunalarga investitsiyalarni ham himoya qiladi.
Biotexnologik va yarimoʻtkazgich qurilmalaridan olingan operatsion maʼlumotlarga koʻra, yaxshi loyihalashtirilgan azotli isitish tizimlari{0}}elektr energiyasidan gaz entalpiyasigacha 85-90% energiya samaradorligiga erishadi. Yo'qotishlar qo'rg'oshin simlari, tashqi yuzalar va boshqaruv qismlarida sodir bo'ladi. Bu samaradorlik muqobil isitish usullari bilan taqqoslanadi va elektr isitish qulayligini oqlaydi.
Materialning muvofiqligi azotning tozaligi talablariga javob beradi. Ba'zi ilovalar-yarimo'tkazgichlarni qayta ishlash, biologik namunalarni saqlash-isitgich materiallaridan ifloslanishga toqat qila olmaydi. Zanglamaydigan po'latdan yasalgan 316L elektropolislangan yuzalar yoki shunga o'xshash ishlov berilgan Inconel toza isitish sirtini ta'minlaydi. Materiallar sertifikatlari va sirt tahlillari tozalik spetsifikatsiyalariga muvofiqligini tasdiqlaydi.
O'rnatish yo'nalishi qaynash barqarorligiga ta'sir qiladi. Gorizontal isitgichlar yuqori yuzasi bug 'qoplamali qatlamli oqimga duch kelishi mumkin. Yuqori oqim bilan vertikal yo'nalish, odatda, yanada barqaror issiqlik uzatishni ta'minlaydi. Beqarorlikni oldini olish uchun maxsus o'rnatishlar oqim rejimini va isitgichni joylashtirishni tahlil qilishlari kerak.
Suyuq azotli isitish tizimlarining termal dizayni issiqlik uzatish muhandisligi, elektr dizayni, xavfsizlik tizimlari va ekspluatatsiya talablarini birlashtirishni talab qiladi. Kartrijli isitgichlar isitish elementini ta'minlaydi, ammo tizimning muvaffaqiyati to'g'ri dastur muhandisligiga bog'liq. Azotli isitish tajribasiga ega bo'lgan etkazib beruvchilar umumiy isitgich sotuvchilari mos kelmaydigan ilovalarni qo'llab-quvvatlaydi.
