Pot un element d'escalfament de doble ferida-en una funda de PFA proporcionar un 50% d'energia després de fallar un circuit sense punts calents locals?

Després d'un trencament d'un circuit, un-element de calefacció doble-dos circuits de resistència separats enrotllats en paral·lel al llarg de la mateixa longitud de l'escalfador-poden subministrar el 50% de l'energia. No obstant això, el patró sinuós és l'únic factor que determina si això passa en absència de punts calents locals. Una fallada d'un sol circuit deixa actius tots els dos girs si els dos circuits estan entrellaçats uniformement (girs alternats). Això dóna lloc a un patró periòdic de calor-fred on la temperatura de la superfície del PFA fluctua entre ±15 i 30 graus al llarg de la longitud, amb zones calentes als girs actius i llocs frescos als girs fallits. La deposició localitzada d'escala i l'estrès tèrmic són provocats per aquest escalfament desigual. Una fallada d'un circuit deixa la meitat de l'escalfador freda, cosa que no és satisfactòria per a una temperatura constant si els dos circuits s'enrotllen com a zones diferents (circuit A a la meitat inferior, circuit B a la meitat superior). Un escalfador de doble-enrotllament amb els dos circuits distribuïts per igual i redundància a la connexió és el millor disseny per a la uniformitat del mode de fallada-. Cada circuit alimenta la meitat dels girs, però els girs estan aparellats de manera que els girs actius i inactius estiguin al costat de l'altre en lloc d'alternar-se. Tot i així, encara hi ha una diferència de 5 a 10 graus. Utilitzeu dos escalfadors d'-circuits únics independents per a aplicacions essencials que necessiten una redundància real sense punts calents (vegeu l'article 36). Un compromís és doble-ferida.

Distribució de la temperatura després d'una fallada en un únic circuit
És acceptable per al procés la variació de la distribució de girs del patró de bobinatge després de fallar un circuit. Punt calent ΔT en comparació amb abans de la fallada?
Entrellaçat, alternant (A, B, A, B...) 50% cadascun ±15–30 graus al llarg de la longitudEn girs actius, +20–40 graus Marginal (risc a escala)
En parells (AA, BB, AA, BB) Acceptable per a baixa sensibilitat: dos girs actius combinats, seguits de dos girs inactius a ±10–20 graus + 10–25 graus
Zona (inferior A, superior B) A a la meitat inferior, B a la meitat superior, 0 graus a la meitat fallada, normal a l'altra N/A (zona freda) Inacceptable
distribuït mitjançant un equalitzador tèrmic de màniga de coure màniga de coure + alternant + ±5–10 graus + 5–15 graus Bona
Dos escalfadors independents 0 graus (un escalfador apagat) 0 graus (un altre escalfador compensa) Millor (segons l'article 85)
Imatge tèrmica d'una fallada de l'escalfador de la ferida dual-
Després d'una fallada d'un circuit, es mostra un escalfador de doble-enrotllament de 6 kW (girs alternats, cada circuit 3 kW) que funciona a 3 kW:

Girs actius: 120 graus a la superfície (en aigua que és de 80 graus)

Torns inactius: la temperatura superficial del fluid és de 85 graus.

Periodicitat: les bandes calentes i fredes estan separades entre 5 i 10 mm.

L'amplada de les bandes escalfades és de només 3-4 mm.

Mentre les bandes fredes es mantenen netes, les bandes calentes es tornen blanques-formant aigua. A causa de l'acceleració del sobreescalfament local de l'escala, els girs actius fallen abans. En realitat, un escalfador amb un circuit mal funcionament poques vegades dura més d'uns quants mesos abans que el sobreescalfament localitzat faci que el circuit restant falli.

Distribució de potència i càrrega al circuit restant
Si un circuit està cablejat en paral·lel, ha de portar tota la tensió en cas d'obert. P=V²/R és la seva potència. Potència total abans de la fallada=2 × V²/R=2P_circuit si tots dos circuits tenen la mateixa resistència R. Potència=V²/R=P_circuit=50% del total inicial després de la fallada. Això és precís. El circuit restant, però, ara té la meitat de voltes actives mentre funciona amb la mateixa densitat de watts (mateixa tensió, resistència i calor per volta). La generació de calor no canvia en els girs actius. Tanmateix, els girs actius ara han de dissipar la calor que hauria anat als girs fallits. No, els girs perduts només s'apagaran. Els girs fallits no generen calor, mentre que els girs actius generen la mateixa quantitat de calor que abans. La quantitat de calor produïda es redueix a la meitat. L'excés de potència no fa que els girs actius s'escalfin localment. Tanmateix, com que els girs freds propers ja no escalfen el fluid entremig, la temperatura dels girs actius pot augmentar una mica. La temperatura de gir actiu augmenta entre 5 i 15 graus com a resultat del flux de calor dels girs actius que s'estén lateralment i reben menys calor dels veïns. Aquest és el punt calent de la zona.

Avaluació útil per al vostre procediment
La variació acceptable de temperatura després dels requisits del procés d'avaria. És adequada la ferida dual-? Un millor enfocament
± 1 grau (farmacèutic, semiconductor) No, dos escalfadors independents més un recanvi de ± 3 graus (química precisa) No, dos escalfadors diferents
± 5 graus (estàndard industrial) Marginal Dos escalfadors independents, possiblement amb una funda de coure
±10 graus (revestiment, rentat) Sí (altern, amb màniga) Acceptable
Falta de regulació de la temperatura (només cicle de treball) Sí (qualsevol patró) Acceptable
Exemple al camp
Es van utilitzar escalfadors PFA-de doble bobina amb girs alternatius en una línia de revestiment per oferir una redundància de potència del 50%. L'escalfador va continuar funcionant al 50% de potència fins i tot després que un circuit fallés. En els girs actius, però, els anells d'escala blanca van ser causats per les bandes calentes (15 graus per sobre del normal). Després de tres mesos, el circuit restant es va col·lapsar a causa de l'empitjorament de la transferència de calor dels anells d'escala. En lloc d'utilitzar un únic escalfador de doble ferida-de 6 kW, la planta es va traslladar a dos escalfadors independents de 3 kW. La temperatura del bany va baixar de 90 graus a 85 graus després que un escalfador fallés, però la qualitat del revestiment encara era satisfactòria. Durant el manteniment previst, es va substituir l'escalfador que funcionava malament. No hi havia cap banda de temperatura. La planta va arribar a la conclusió que no hi havia punts calents i que dos escalfadors independents proporcionen una autèntica redundància.

En conclusió, Dual-Wound genera punts calents però ofereix un 50% de potència.
Dues ferides-Quan es trenca un circuit, un escalfador PFA amb dos circuits paral·lels encara pot subministrar el 50% de la seva potència. Tanmateix, fins que s'insereix un equalitzador tèrmic (manga de coure), els girs actius restants produeixen bandes calentes periòdiques ( fluctuació de ± 15 a 30 graus). L'escala localitzada, l'estrès tèrmic i, finalment, l'avaria del circuit restant són causats per aquesta temperatura desigual. La ferida dual-pot ser adequada per a processos que poden suportar variacions de ±10 graus . Utilitzeu dos escalfadors d'-circuits únics diferents per a un control precís de la temperatura. La ferida dual-no és una veritable solució de redundància; més aviat, és un compromís d'estalvi-espai. Invertiu l'espai addicional en dos escalfadors si el temps d'activitat és crucial. El vostre manteniment serà més fàcil i el vostre procediment serà més coherent. Les bandes populars no són innòcues. Fallen, s'esquerden i escalan. Mantingueu els calefactors separats allunyats d'ells.