অ্যালুমিনা ফিলার কীভাবে পিটিএফই নিমজ্জন হিটারের তাপ পরিবাহিতা উন্নত করে?

একটি রাসায়নিক উদ্ভিদ অভিন্ন পরিষেবায় দুটি 4 কিলোওয়াট পিটিএফই নিমজ্জন হিটারের তুলনা করে। উভয়ই একই ভোল্টেজ এবং ওয়াট ঘনত্বের জন্য রেট করা হয়েছিল। একটি ব্যবহৃত স্ট্যান্ডার্ড ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড ফিলার। অন্যটি একটি অ্যালুমিনা-বর্ধিত ফিলার ব্যবহার করেছে। অ্যালুমিনা-ভরা হিটার একই পাওয়ার আউটপুটে 8-12 ডিগ্রী কম শীথ তাপমাত্রার সাথে চলে এবং এটি নিরোধক প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পাওয়ার আগে প্রায় দ্বিগুণ দীর্ঘস্থায়ী হয়। পার্থক্য PTFE খাপ ছিল না. এটা এর ভিতরে কি ছিল.

একটি নিমজ্জন হিটারের অভ্যন্তরীণ ফিলার দুটি উদ্দেশ্যে কাজ করে: এটি ধাতব আবরণ থেকে প্রতিরোধের উপাদানটিকে বৈদ্যুতিকভাবে নিরোধক করে এবং এটি উপাদান থেকে খাপে তাপ সঞ্চালন করে। ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড কয়েক দশক ধরে স্ট্যান্ডার্ড ফিলার হয়েছে কারণ এটি সস্তা, ভাল অস্তরক শক্তি রয়েছে এবং উচ্চ তাপমাত্রা সহ্য করে। কিন্তু MgO-এর তাপ পরিবাহিতা-আনুমানিক 30-40 W/m·K যখন ঘনত্বে সংকুচিত হয়-সর্বোচ্চ পাওয়া যায় না। অ্যালুমিনা উচ্চ পরিবাহিতা অফার করে, এবং এটিকে MgO-এর সাথে মিশ্রিত করা বৈদ্যুতিক নিরোধক ত্যাগ ছাড়াই তাপ স্থানান্তরকে উন্নত করে।

একটি PTFE হিটারের ভিতরে তাপীয় পথ

রেজিস্ট্যান্স তারের দ্বারা উৎপন্ন তাপকে প্রক্রিয়া তরলে পৌঁছানোর আগে তিনটি স্তর অতিক্রম করতে হবে: MgO বা অ্যালুমিনা ফিলার, অভ্যন্তরীণ উপাদানের ধাতব আবরণ এবং PTFE বাইরের আবরণ। PTFE প্রাচীর হল বৃহত্তম তাপীয় বাধা, কিন্তু ফিলার একটি পরিমাপযোগ্য প্রতিরোধের অবদান রাখে।

একটি 6 মিমি ব্যাস এবং একটি 1.5 মিমি ফিলার অ্যানুলাস সহ একটি সাধারণ উপাদানের জন্য, 1.2 W/cm² এ MgO জুড়ে তাপমাত্রা প্রায় 8-12 ডিগ্রি। PTFE প্রাচীর জুড়ে ড্রপ 12-18 ডিগ্রী। পরিবাহী সীমানা স্তর জুড়ে ড্রপ 10-20 ডিগ্রী। মোট খাপ-থেকে-বাল্ক গ্যাপ: 30-50 ডিগ্রী।

একটি অ্যালুমিনা-উন্নত ফিলার দিয়ে MgO প্রতিস্থাপন করলে ফিলারের অবদান 30-50% কমে যায়। মোট ব্যবধান ৩-৬ ডিগ্রি কমে যায়। এই হ্রাসটি ছোট মনে হতে পারে, কিন্তু এটি সরাসরি নিম্ন আবরণ তাপমাত্রায় অনুবাদ করে-এবং নিম্ন আবরণের তাপমাত্রার অর্থ হল ধীর প্রবেশ, ধীর স্কেল জমা, এবং দীর্ঘ পরিষেবা জীবন।

ফিলার তাপ পরিবাহিতা এবং খাপের তাপমাত্রা এবং পরিষেবা জীবনের উপর এর প্রভাব

কেন অ্যালুমিনা MgO এর চেয়ে ভাল তাপ সঞ্চালন করে

অ্যালুমিনা (Al₂O₃) এর বিশুদ্ধ স্ফটিক আকারে 30-35 W/m·K এর তাপ পরিবাহিতা রয়েছে, MgO-এর মতো। কিন্তু গরম করার উপাদানগুলিতে ব্যবহৃত ফিলারটি একটি একক স্ফটিক নয়-এটি একটি কম্প্যাক্টেড পাউডার। কার্যকর তাপ পরিবাহিতা কণার আকার, প্যাকিং ঘনত্ব এবং কণার মধ্যে যোগাযোগের উপর নির্ভর করে।

অ্যালুমিনা কণাগুলি MgO কণার চেয়ে শক্ত এবং আরও কৌণিক। তারা আরও ঘনভাবে প্যাক করে এবং সংলগ্ন কণাগুলির মধ্যে আরও যোগাযোগ বিন্দু তৈরি করে। আরও যোগাযোগ বিন্দু মানে তাপ প্রবাহের জন্য আরও পথ। ফলাফল কম্প্যাক্টেড ফিলারে একটি উচ্চতর কার্যকর তাপ পরিবাহিতা।

MgO-এর তুলনায় উচ্চ তাপমাত্রায় অ্যালুমিনার আরও ভাল অস্তরক শক্তি রয়েছে। এটি বৈদ্যুতিক ভাঙ্গনের ঝুঁকি না নিয়ে ফিলারটিকে আরও ঘনভাবে সংকুচিত করার অনুমতি দেয়, যা তাপ পরিবাহিতাকে আরও উন্নত করে।

নিমজ্জন হিটার উপাদানের জন্য ফিলার উপাদান বৈশিষ্ট্য তুলনা

খাপের তাপমাত্রা এবং পরিষেবা জীবনের উপর প্রভাব

খাপের তাপমাত্রায় 5-10 ডিগ্রী হ্রাস তাৎপর্যপূর্ণ নাও হতে পারে, তবে এটি পরিষেবা জীবনের উপর অসামঞ্জস্যপূর্ণ প্রভাব ফেলে। পারমিয়েশন এবং রাসায়নিক আক্রমণ তাপীয়ভাবে সক্রিয় হয়। খাপের তাপমাত্রায় প্রতি 10 ডিগ্রী হ্রাস মোটামুটিভাবে প্রবেশের হারকে অর্ধেক করে। অপারেশনের কয়েক মাস ধরে, এই হ্রাস পরিষেবা জীবনের একটি উল্লেখযোগ্য সম্প্রসারণে অনুবাদ করে।

স্কেল জমার উপর প্রভাব একই রকম। স্কেল ফর্ম অগ্রাধিকারভাবে গরম পৃষ্ঠের উপর. একটি হিটার অপারেটিং 8 ডিগ্রী কুলার আরও ধীরে ধীরে স্কেল জমা করে, প্রয়োজনীয় পরিষ্কারের মধ্যে ব্যবধান বাড়ায় এবং জমার নীচে হট স্পট তৈরির ঝুঁকি হ্রাস করে।

প্রবেশ, স্কেলিং, এবং পরিষেবা জীবনের উপর খাপের তাপমাত্রা হ্রাসের প্রভাব

আর্দ্রতা প্রতিরোধের এবং অস্তরক স্থিতিশীলতা

অ্যালুমিনা-উন্নত ফিলারগুলি স্ট্যান্ডার্ড MgO-এর তুলনায় আরও ভাল আর্দ্রতা প্রতিরোধের প্রস্তাব করে। MgO হল হাইগ্রোস্কোপিক-এটি বাতাস থেকে আর্দ্রতা শোষণ করে এবং প্রক্রিয়াজাত তরল থেকে যা PTFE আবরণে প্রবেশ করে। অ্যালুমিনা কম আর্দ্রতা শোষণ করে এবং আর্দ্র পরিবেশে এর অস্তরক শক্তি আরও ভাল ধরে রাখে।

এটি পিটিএফই হিটারে বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ, যেখানে প্রক্রিয়া তরল এবং ফিলারের মধ্যে খাপই একমাত্র বাধা। যদি আর্দ্রতা ফিলারে পৌঁছায় তবে নিরোধক প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পায়। একটি ফিলার যা আর্দ্রতা শোষণকে প্রতিরোধ করে তা দীর্ঘ সময়ের জন্য উচ্চ নিরোধক প্রতিরোধ বজায় রাখে, গ্রাউন্ড ফল্ট ট্রিপ হওয়ার আগে সময় প্রসারিত করে।

যখন অ্যালুমিনা-উন্নত ফিলারগুলি মূল্যের মূল্য হয়

অ্যালুমিনা-উন্নত ফিলারগুলি গরম করার উপাদানের খরচে 10-20% যোগ করে। বেনিফিট-দীর্ঘ পরিষেবা জীবন এবং নিম্ন আবরণ তাপমাত্রা-চাহিদার অ্যাপ্লিকেশনের খরচকে ন্যায়সঙ্গত করে যেখানে হিটার প্রতিস্থাপন ব্যয়বহুল বা বিঘ্নজনক।

হালকা পরিষেবাতে-কম তাপমাত্রা, কম সান্দ্রতা, পরিষ্কার তরল-সুবিধা কম এবং মানসম্মত MgO ফিলার পর্যাপ্ত হতে পারে। আক্রমনাত্মক পরিষেবাতে-উচ্চ তাপমাত্রা, সান্দ্র তরল, স্কেল-রসায়ন গঠন-অ্যালুমিনা-উন্নত ফিলার পরিমাপযোগ্য উন্নতি প্রদান করে।

আবেদন দ্বারা ফিলার নির্বাচন সুপারিশ

যখন ফিলার পছন্দ যথেষ্ট নয়

ফিলার তাপ পথের একটি উপাদান। এমনকি সর্বোত্তম ফিলার একটি PTFE খাপের জন্য ক্ষতিপূরণ দিতে পারে না যা খুব পুরু, একটি ওয়াট ঘনত্ব যা খুব বেশি, বা একটি প্রবাহের অবস্থা যা খুব কম। ফিলারের উন্নতি ক্রমবর্ধমান-এটি শীটের তাপমাত্রাকে কয়েক ডিগ্রি কমিয়ে দেয়, দশ ডিগ্রি নয়।

অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে যেখানে খাপের তাপমাত্রা নিরাপদ সীমার অনেক উপরে, সমাধান হল ওয়াটের ঘনত্ব কমানো, প্রবাহ উন্নত করা বা পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি করা। ফিলার পছন্দ একটি পরিমার্জন, একটি ফিক্স নয়.

একটি কাস্টম PTFE নিমজ্জন হিটার কনফিগারেশন অ্যালুমিনা-উন্নত ফিলারের সাথে কম ওয়াটের ঘনত্ব, উচ্চ পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল এবং একাধিক ফ্রন্টে শীথের তাপমাত্রা কমাতে উন্নত প্রবাহ অ্যাক্সেসকে একত্রিত করে। স্পেসিফিকেশন প্রক্রিয়ার জন্য স্নানের রসায়ন, অপারেটিং তাপমাত্রা, প্রবাহের অবস্থা এবং প্রয়োজনীয় ওয়াটেজ প্রয়োজন। চাহিদাযুক্ত অ্যাপ্লিকেশনগুলির সুবিধার জন্য, এই সংমিশ্রণটি দীর্ঘতম পরিষেবা জীবন প্রদান করে।