Escollint la densitat de watts per a un rendiment fiable de l'escalfador de cartutxos

Escollint la densitat de watts per a un rendiment fiable de l'escalfador de cartutxos
La fallada primerenca és sovint el resultat de triar un element de calefacció només en funció de la potència total. Depenent de com es distribueix l'energia per la seva superfície, un escalfador de cartutx amb una capacitat de diversos centenars de watts pot funcionar amb eficàcia o esgotar ràpidament. El diferencial de temperatura entre el cable de resistència interna i la funda exterior es determina per la densitat de watts, que es calcula dividint la potència per la superfície escalfada. Fins i tot si el metall que l'envolta es manté a la temperatura de procés adequada, el cable s'escalfa excessivament quan la densitat supera la capacitat-dissipadora de calor disponible.
Amb una configuració de laboratori ideal, els escalfadors de cartutxos d'alta-densitat amb accessoris gairebé perfectes i refrigeració forçada poden assolir entre 15 i 46 W/cm². No obstant això, per a l'escalfament de-metall sòlid de motlles, matrius i platines, una banda més prudent de 5-7 W/cm² ha demostrat ser fiable en l'ús industrial habitual. Quan un material té una conductivitat tèrmica baixa (com alguns acers inoxidables) o quan els escalfadors llargs necessiten funcionar amb poc espai d'expansió, les densitats més baixes allargaran encara més la vida. A menys que hi hagi un flux forçat, les aplicacions d'immersió d'aire o líquids solen requerir densitats molt més baixes.
La densitat de watts es pot calcular simplement dividint els watts totals per π vegades el diàmetre per la longitud escalfada. Els extrems freds no s'han d'incloure a la fórmula; només hauria de fer la part activament escalfada de l'escalfador del cartutx. L'ajust del forat esdevé crucial un cop es coneix el nombre. Fins i tot un espai d'aire de 0,1 mm pot augmentar significativament la tensió de l'element augmentant la temperatura de la funda desenes de graus. La densitat operativa real es manté a prop del valor calculat mitjançant forats escariats amb un espai lliure de 0,02 a 0,05 mm.
Els problemes de densitat s'agreugen per fallades de tensió. Un 10% de sobre-tensió dóna lloc a un 21% més de potència i, per tant, una densitat més gran perquè la potència varia amb el quadrat de la tensió. Els controladors amb regulació SCR o commutació d'estat sòlid-redueixen els canvis de temperatura i proporcionen protecció addicional dels elements. Una ràpida-cocció-de baixa potència abans del funcionament complet elimina la humitat restant de l'òxid de magnesi i restableix la resistència aïllant, tot i que l'absorció d'humitat encara és una possibilitat clara.
Les observacions de camp demostren repetidament que els escalfadors de cartutxos muntats en forats nets, protegits de la contaminació i que funcionen dins del rang de densitat realista duren significativament més que els que s'empenyen al màxim teòric. Es requereixen diferents objectius de densitat i, per tant, diferents seleccions de diàmetre o longitud per a diferents requisits de procés, com ara la recuperació ràpida en motlles prims contra la temperatura d'estat estacionari-en plats grans. En lloc de maximitzar la potència, fer coincidir la càrrega tèrmica amb un escalfador de cartutx de mida-adequada dóna com a resultat un funcionament estable i intervals de manteniment previsibles.