Vatt zichligi va termal dizayn - haddan tashqari sovuq uchun raqamlarni to'g'ri olish
Qattiq sovuqda isitish haqida keng tarqalgan noto'g'ri tushuncha mavjud: faqat yuqori quvvatli isitgichdan foydalaning va hamma narsa yaxshi bo'ladi. Amalda, bu unchalik oddiy emas. Atrof-muhit harorati minus 60 darajaga tushganda vatt zichligi, ish harorati va isitgichning ishlash muddati o'rtasidagi munosabatlar keskin o'zgaradi.
Kartrijli isitgich yoki bitta boshli{0}}elektr isitish trubkasi metall qobiq ichidagi qarshilik simidan issiqlik hosil qiladi. Vatt zichligi - isitiladigan qobiq yuzasining birlik maydoniga sarflanadigan quvvat miqdori. Bu raqam ichki qarshilik simining haroratini boshqaradi, bu esa o'z navbatida tashqi qobiq haroratini belgilaydi.
Nima uchun qattiq sovuq qoidalarni o'zgartiradi
Oddiy sharoitlarda vatt zichligi 30-50 Vt/sm² bo'lgan kartrijli isitgich juda mos kelishi mumkin. Yaratilgan issiqlik atrofdagi materialga samarali o'tadi va hamma narsa dizayn parametrlari doirasida qoladi.
Minus 60 daraja haroratda atrofdagi material agressiv issiqlik qabul qiluvchi rolini bajaradi. U issiqlik energiyasini isitgichdan havoga yoki issiqroq materiallarga qaraganda tezroq tortib oladi. Maqsadli haroratga erishish va uni ushlab turish uchun isitgich ko'proq ishlashi kerak - bu shuni anglatadiki, yuqori vatt zichligi ko'pincha ish haroratiga erishish uchun kerak bo'ladi.
Ammo bu erda diqqatga sazovor narsa: yuqori vatt zichligi ichki qismlarga ko'proq stress qo'yadi. Qarshilik simi tashqi qobiq hali sovuq muhitga qarshi kurashayotganda ham xavfsiz haroratdan oshib ketadigan mahalliy issiq nuqtalarni rivojlanishi mumkin.
Deting printsipi
Tajribaga ko'ra, sovuq havo uchun kartrijli isitgichlar odatda yuqori haroratli ilovalarga qaraganda pastroq vatt zichlikda ishlaydi. 400 daraja F (204 daraja) haroratda ishlaydigan isitgich uzoq vaqt davomida 60 Vt/in² ni xavfsiz ishlashi mumkin bo'lsa-da, kriogen{5}}nominal birliklar odatda 5–15 Vt/sm² da ishlaydi.
Bu pasaytirish - vatt zichligini ataylab pasaytirish - qattiq sovuqda ishonchlilik narxi. Maqsad ichki haroratni moddiy chegaralar ichida ushlab turish va zarur bo'lgan issiqlik chiqishini ta'minlashdir.
Ba'zi issiqlik muhandislari o'ziga xos termal yuk va izolyatsion xususiyatlarga qarab kriyojenik tizimlar uchun 60 Vt / sm² yoki undan ko'p vatt zichligini tavsiya qiladi. Ammo bu yuqori zichliklar ichki harorat gradientlarini boshqarish uchun ehtiyotkorlik bilan muhandislikni talab qiladi.
Haqiqiy talabni hisoblash
Asosiy issiqlik talabi quyidagi formula bo'yicha: Q=m × c × DT / t. Oddiy tilda: kerakli issiqlik isitiladigan materialning massasiga, uning o'ziga xos issiqlik sig'imiga, harorat o'zgarishiga marta bo'lingan vaqtga teng.
Ammo bu hisob hikoyaning faqat bir qismini aytadi. Minus 60 gradusda, boshlang'ich harorati standart dizayn taxminlarini hisobga olganidan ancha past. Nominal quvvat nafaqat maqsadli haroratni, balki boshlang'ich nuqtasini ham hisobga olishi kerak - bu minus 60 daraja yoki undan past.
Kriogen tizimlarning termal kechikish xususiyatlari ham muhimdir. Harorat differensialligi haddan tashqari bo'lsa, issiqlik unchalik samarali o'tkazilmaydi. Tizimning termal qarshiligini engish uchun ko'proq quvvat talab qilinishi mumkin.
Amaliy mulohazalar
Minus 60 graduslik xizmat ko'rsatish uchun kartrijli isitgichni belgilashda, konservativ vatt zichligidan boshlang va yaxshilab sinab ko'ring. Isitgichning ishlashini to'liq ish diapazonida kuzatib boring. G'ilofning haroratiga e'tibor bering - agar atrofdagi material sovuq bo'lib qolsa, u juda qizib ketsa, vatt zichligi dastur uchun juda yuqori bo'lishi mumkin.
Isitilayotgan materialning termal massasini ko'rib chiqing. Katta metall blokni isitish uchun kichikdan ko'ra ko'proq energiya talab qilinadi. Isitgichning o'lchami mos ravishda bo'lishi kerak.
Shuningdek, nazorat strategiyasi haqida o'ylang. Sovuq ishga tushirishda quvvatni asta-sekin oshiruvchi-soft start algoritmlari isitgich va isitiladigan qismlarga termal zarba berish xavfini kamaytiradi. Ushbu yondashuv isitgichning ishlash muddatini uzaytiradi va tizimning ishonchliligini oshiradi.
Vatt zichligini to'g'ri olish uchun dasturning termal talablarini ham, isitgich materiallarining cheklovlarini ham tushunish kerak. Bu ehtiyotkorlik bilan muhandislikni mukofotlaydigan muvozanatlash harakati.
