Kā PFA apvalka siltumvadītspēja ir salīdzināma ar PTFE 250 grādos?

Parasts PTFE iegremdēšanas sildītājs 250 ° C temperatūrā būtu vājš, mīkstinošs. Šajā temperatūrā PFA, stingrāks brālis fluorpolimēru saimē, joprojām ir ciets un strukturāli stabils. Abi ir slikti siltumvadītāji, taču šajā galējā gadījumā tos atšķir nevis vadītspēja, bet gan PFA spēja mehāniski izturēt tur, kur PTFE nevar.

PFA pret PTFE apvalka siltumvadītspēja 250 grādi. Inženierzinātņu diskusija sākas ar siltuma pārneses datiem, bet drīz vien pārvēršas par materiāla stabilitāti. Augstā temperatūrā ierobežojošais elements nav apvalka efektivitāte siltuma nodošanā. Galvenais izaicinājums ir tas, vai polimērs joprojām var darboties kā mehāniski droša barjera, kas ieskauj sildelementu.

PTFE un PFA siltumvadītspēja
PTFE un PFA ir fluorpolimēri, un tiem ir daudzas vienādas termiskās īpašības.

Abu materiālu siltumvadītspēja apkārtējā temperatūrā parasti ir tuvu:

0.25 w/m.k

Siltumvadītspējas vērtības ir diezgan līdzīgas viena otrai to praktiskās darbības diapazonos.

Maza atšķirība starp materiāliem
Parasti PTFE un PFA vadītspējas atšķirība ir:

aptuveni 0,02 W/m·K

Lielākajā daļā iegremdējamo sildītāju izmaiņu apjoms ir tik pieticīgs, ka tas ir gandrīz nenozīmīgs.

Termiskās uzvedības ziņā abi materiāli ir praktiski spēcīgi izolatori un nav efektīvi siltumvadītāji.

Apvalka siltuma pārnese
tā kā abi polimēri ir slikti siltuma vadītāji:

Siltuma pārvadei ir dabiska robeža

Vatu blīvuma kontrole

Novērst lokālu pārkaršanu

Virsmas temperatūras būtiska pārvaldība

Tādējādi pats apvalka materiāls sildītāja konstrukcijā ir mazāk svarīgs nekā virsmas laukums un konservatīvais vatu blīvums.

250 grādi Reālā atšķirība, kāpēc parādīties
Galvenā atšķirība starp PTFE un PFA nav siltumvadītspējā, bet gan mehāniskajā izturībā.

Šajās temperatūrās jautājums nav par to, cik labi tas vada? bet "vai tas joprojām ir ciets?"

PTFE augstā temperatūrā
PTFE ir augsta ķīmiskā izturība un vieglas temperatūras iespējas daudziem rūpnieciskiem lietojumiem. Tomēr darbība kā iegremdējamais sildītājs materiālam rada īpašas mehāniskās prasības.

Sildītāja lietojumu nepārtrauktas apkalpošanas ierobežojums
Parasti PTFE iegremdējamā sildītāja apvalka apkalpošanai ir ierobežots līdz tālāk norādītajam.

Nepārtraukta darbība aptuveni 110 grādu leņķī

Virs šī diapazona:

Pēkšņs mehāniskās stingrības zudums

Šļūdes deformācijas palielināšanās

Vāja izturība pret spiedienu

Strukturālās stabilitātes vājināšanās

PTFE izmantošana 250 grādu leņķī jau sen ir pārsniegusi praktisko iegremdēšanas pakalpojumu.

Šļūde un mīkstināšana
PTFE sāk: pēc ilgstošas ​​karstuma iedarbības

Daudz mīkstināt

Zaudēta izmēru stabilitāte

Sag, ko izraisa mehāniska slodze

Deformēties ap iekšējiem vadītājiem

Tas ir īpaši problemātiski iegremdējamos sildītājos, kur apvalkam ir nepieciešams pastāvīgi izolēt sprieguma radīto pretestības vadu no apkārtējā procesa šķidruma.

Kad kropļojumi sākas, viss sildītāja bloks vairs nav neskarts.

Kāpēc PFA ilgst 250 grādus
PFA bija paredzēts, lai saglabātu daudzas no PTFE ķīmiskajām priekšrocībām, vienlaikus nodrošinot lielāku apstrādājamību un izturību pret augstāku temperatūru.

Augstāka nepārtrauktas apkalpošanas temp
Parasti PFA maksimālais nepārtrauktā pakalpojuma vērtējums ir:

ap 260 grādiem

Tas nodrošina 250 grādu darbību tā paredzētajās ilgtermiņa veiktspējas robežās.

Šajā temperatūrā PFA joprojām ir:

Mehāniskā stingrība

Izturība pret spēku

• Izmēru stabilitāte

Elektriskās izolācijas integritāte

Tā nav smalka atšķirība. Tas ir nepieciešams izdzīvošanai.

Vadītspēja ir svarīgāka par strukturālo integritāti
PFA nevada siltumu labāk nekā PTFE, taču tas turpinās mehāniski darboties temperatūrā, kurā PTFE sabruktu.

Šī stabilitāte ļauj PFA apvalkam:

Sienas biezums vienāds

Sargājiet apsildāmo vadu

Iztur deformāciju zem spiediena

Izturieties pret ilgstošu termisko iedarbību

Tātad PFA sildītājs ir kā PTFE sildītāja augstas temperatūras attīstība, nevis tāpēc, ka tas labāk sadala siltumu, bet gan tāpēc, ka pats polimērs paliek fiziski neskarts.

Mehāniskā veiktspēja pret termisko veiktspēju
Siltumvadītspējas statistika vien var būt maldinoša attiecībā uz fluorpolimēru sildītāja dizainu.

Termiskās īpašības Līdzīgas
No tīra siltuma pārneses viedokļa:

PTFE un PFA uzvedas diezgan līdzīgi

Neviens materiāls nav labs vadītājs

Abiem nepieciešama piesardzīga sildītāja projektēšanas pieeja

Plašas{0}}mehāniskās robežas
Bet no strukturālā viedokļa plaisa kļūst milzīga paaugstinātā temperatūrā.

250 grādos:

Īpašums PTFE PFA
Aptuvenā siltumvadītspēja ~0,25 W/m·K ~0,25 W/m·K nepārtraukta iegremdējamā sildītāja apkalpošanas temperatūra ~110 grādi ~260 grādi
Mehāniskā stabilitāte 250 grādu leņķī Saglabāta Ļoti apdraudēta
Izturība pret slīdēšanu Slikta Laba Ilgtermiņa{0}}Zaudēta strukturālā integritāte, saglabāta
Šis salīdzinājums parāda, ka materiāla izvēle pamatā ir mehāniska, nevis termiska izvēle.

Kāpēc vatu blīvums joprojām ir svarīgs
PFA var izturēt augstāku temperatūru, taču tā ierobežotā siltumvadītspēja joprojām ierobežo dizainu.

Temperatūras kontrole uz virsmas
jo fluorpolimēru savienojumi lēni izdala siltumu:

Pārāk liels vatu blīvums rada karstos punktus

Temperatūra stieples iekšpusē var strauji paaugstināties

Polimēru degradācijas lokalizēts paātrinājums

Pat izmantojot PFA, sildītāju dizaineriem ir rūpīgi jāsabalansē:

Jaudas blīvums

Plūsmas valstis

Šķidruma temperatūra

Iegremdēšanas dziļums

Iekraušana uz virsmas

PFA siltuma priekšrocības neatbrīvo no prasības pēc piesardzīgas siltumtehnikas.

Parastie sildītāju pielietojumi ar PFA apvalku
PFA sildītāji ir izplatīti skarbos augstas temperatūras ķīmiskos apstākļos, kad PTFE fiziski sabojājas.

Pieteikumos ietilpst:

Pusvadītāju tīrīšanas vannas no sērskābes -peroksīda

Oksidējošas skābes, karstas

Īpaši-tīra ķīmiska apstrāde

MITRI SOLI, PUSVADĪTĀJS

Augstas temperatūras kodināšanas sistēmas

Šajos iestatījumos apvalka materiālam ir jāiztur ķīmija un ilgstoša termiskā spriedze.

Secinājums
PFA un PTFE salīdzinājums 250 grādu leņķī galvenokārt nav siltumvadītspējas tēma. Abi fluorpolimēri ir salīdzinoši slikti siltuma vadītāji, kuru vadītspējas vērtības saglabājas tuvu 0,25 W/m·K visā to derīgās temperatūras diapazonā. Atšķirība ir mehāniskā izdzīvošana.

PTFE ir pārsniedzis iegremdējamā -sildītāja praktisko darbības ierobežojumu — 250 grādu, un tam trūkst drošai darbībai nepieciešamās konstrukcijas integritātes. Tomēr PFA joprojām ir tās nepārtrauktās -lietošanas temperatūras robežās un turpina nodrošināt iekšējās apkures avota aizsardzību bez ievērojamiem kropļojumiem vai šļūdes.

Tādējādi lēmums izmantot PFA vai PTFE apvalku ekstremālā temperatūrā nav termiskās optimizācijas lēmums, bet gan mehāniska un darbības prasība. PFA nevada siltumu labāk, tas vienkārši nedeformējas, neizkusīs un nezaudēs formu situācijās, kad PTFE neizdzīvotu.

Augstas{0}}temperatūras siltuma sistēmās vislabākie materiāli bieži vien ir nevis labākie siltuma vadītāji, bet tie, kas tikai saglabā savu formu, kad viss pārējais sāk sabojāt.