Термический контакт и рассеивание тепла – предотвращение локального перегрева

Безопасность картриджного нагревателя зависит от того, насколько правильно он установлен. Хорошо работающий обогреватель, тем не менее, опасен, если он не может хорошо распределять тепло по предметам вокруг него. Когда тепло накапливается, а не уходит наружу, внутренняя температура превышает ожидаемую. Ножны светятся. Проволока, устойчивая к нагреву, растворяется. Имеются трещины в изоляции. Имеет место либо короткое замыкание, либо обрыв цепи, либо последующее повреждение полости.


Посадка между нагревателем и полостью обеспечивает хороший тепловой контакт. Пространство должно быть достаточно герметичным, чтобы воздух не действовал как изолятор, но в то же время достаточно свободным, чтобы позволить теплу расширяться. В зависимости от температуры нормальным является диаметральный зазор от 0,05 до 0,2 миллиметра. Результат важнее цифры: тепловое сопротивление контактов должно оставаться ниже 0,1 градуса на ватт. Для этого полость должна быть чистой, прямой, без заусенцев, мусора и конусности.

Проверьте камеру перед установкой обогревателя. Чтобы проверить, прямой ли он, пропустите через него щуп. Избавьтесь от старых противозадирных веществ,-металлической стружки или присохшей-грязи. Нечистая полость создает небольшие отверстия для воздуха в определенных местах. Эти пространства превращаются в горячие точки. Горячая точка посреди 1200-мм картриджного нагревателя может быть не видна снаружи, но вред происходит внутри. Обогреватель может перестать работать через несколько часов или дней.

После установки нагревателя выводному концу необходимо достаточно места для остывания. Область подключения и любая часть нагревателя, находящаяся за пределами полости, нуждаются в притоке воздуха, даже если тепловой контакт идеальный. Хорошее практическое правило — оставлять между собой и другими вещами расстояние не менее 50 миллиметров. Когда тепло не может выйти из выводного конца, оно накапливается. Кабели становятся слишком горячими. Изоляция становится жесткой. Соединения, которые обжимают, становятся слабее. Поначалу установка проходит хорошо, но со временем дает сбой.

Атмосфера вокруг него также влияет на выделение тепла. Обогреватель будет нагреваться сильнее, если его поставить в небольшом месте, где воздух не может двигаться, чем если бы его поставили на открытом пространстве. Если поставить много обогревателей близко друг к другу, они будут нагревать друг друга. Температура, при которой устройство должно работать, ниже фактической температуры. Это не проблема обогревателей; это просто то, что необходимо учитывать при проектировании. Добавление принудительного воздушного охлаждения или увеличение зазора делает его снова безопасным для использования.

Теплопроводность материала вокруг полости – еще одна вещь, которую часто упускают из виду. Сталь отводит тепло постоянными темпами. Алюминий делает это быстрее. С медью это происходит еще быстрее. Нагреватель, который безопасно работает в алюминиевом блоке, может стать слишком горячим в форме из нержавеющей стали, потому что тепло не может выходить так быстро. Плотность ватт должна быть такой же, какую может выдержать приложение с точки зрения теплоотвода. Если вы не уверены, уменьшите плотность ватт или продлите нагрев, чтобы уменьшить риск перегрева.

Проверка распределения температуры поверхности во время первой операции является последним этапом. Тепловизионная камера или серия показаний термопар вдоль оболочки могут показать, где находятся горячие точки. Если температура изменяется более чем на ±10 градусов по длине нагрева, имеется проблема с тепловым контактом или рассеиванием тепла. Если вы поймете это раньше, вы сможете исправить установку до того, как обогреватель будет окончательно поврежден. Нельзя не отметить хороший тепловой контакт и правильное рассеивание тепла. Они являются ключом к безопасному использованию картриджного нагревателя.