-องค์ประกอบความร้อนแบบพันแผล-สองวงจรต้านทานอิสระที่พันขนานกันตามความยาวตัวทำความร้อนเท่ากัน-สามารถจ่ายพลังงานได้ 50% หลังจากวงจรหนึ่งล้มเหลว อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าสิ่งนี้จะเกิดขึ้นโดยไม่มีจุดร้อนในท้องถิ่นหรือไม่นั้น ขึ้นอยู่กับรูปแบบการคดเคี้ยวทั้งหมด หากทั้งสองวงจรเชื่อมโยงกันสม่ำเสมอ (การหมุนสลับ) ความล้มเหลวของวงจรเดียวจะทำให้ทุกรอบทำงาน ทำให้เกิดรูปแบบร้อน-เย็นเป็นระยะๆ: อุณหภูมิพื้นผิว PFA จะแปรผันประมาณ ±15–30 องศาตลอดความยาว โดยมีจุดร้อนที่จุดเลี้ยวที่ใช้งานอยู่ และจุดเย็นที่จุดเลี้ยวที่ล้มเหลว การให้ความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอนี้ทำให้เกิดความเครียดจากความร้อนและการสะสมของตะกรันเฉพาะที่ หากวงจรทั้งสองถูกพันเป็นโซนแยกกัน (วงจร A ที่ครึ่งล่าง, วงจร B ที่ครึ่งบน) ความล้มเหลวของวงจรเดียวจะทำให้ฮีตเตอร์เย็นลงครึ่งหนึ่ง-เนื่องจากอุณหภูมิสม่ำเสมอไม่สามารถยอมรับได้ การออกแบบที่เหมาะสมที่สุดสำหรับความสม่ำเสมอของโหมดความล้มเหลว-คือเครื่องทำความร้อนแบบพันแผลคู่- โดยทั้งสองวงจรกระจายสม่ำเสมอแต่มีความซ้ำซ้อนที่การเชื่อมต่อ: แต่ละวงจรให้กำลังครึ่งหนึ่งของรอบ แต่การหมุนจะจับคู่กัน เพื่อให้การหมุนที่ใช้งานและไม่ทำงานอยู่ติดกัน ไม่มีการสลับกัน ถึงกระนั้นก็ยังมีความแปรปรวน 5–10 องศาอยู่ สำหรับการใช้งานที่สำคัญซึ่งต้องมีการสำรองอย่างแท้จริงโดยไม่มีฮอตสปอต ให้ใช้เครื่องทำความร้อนวงจรเดี่ยว-สองตัวแยกกัน (ดูบทความ #36) บาดแผลคู่-ถือเป็นการประนีประนอม
การกระจายอุณหภูมิหลังจากวงจรขัดข้องหนึ่งวงจร
| รูปแบบการคดเคี้ยว | กระจายการเลี้ยว | การเปลี่ยนแปลงหลังจากหนึ่งวงจรล้มเหลว | ฮอตสปอต ΔT เทียบกับ ก่อนล้มเหลว | ยอมรับสำหรับกระบวนการได้หรือไม่? |
|---|---|---|---|---|
| สลับกัน (A,B,A,B…) | สานกัน 50% ต่ออัน | ±15–30 องศาตามความยาว | +20–40 องศาที่ทางเลี้ยวที่ใช้งานอยู่ | ส่วนเพิ่ม (ความเสี่ยงระดับ) |
| จับคู่ (AA,BB,AA,BB…) | ใช้งานอยู่ 2 เทิร์นด้วยกัน จากนั้น 2 เทิร์นไม่ทำงาน | ±10–20 องศา | +10–25 องศา | ยอมรับได้สำหรับความไวต่ำ |
| โซน (ล่าง A, บน B) | A ครึ่งล่าง B ด้านบน | 0 องศาในครึ่งที่ล้มเหลว ปกติในครึ่งอื่น | ไม่มี (โซนเย็น) | ยอมรับไม่ได้ |
| กระจายด้วยอีควอไลเซอร์ความร้อน (ปลอกทองแดง) | สลับ+ปลอกทองแดง | ±5–10 องศา | +5–15 องศา | ดี |
| เครื่องทำความร้อนสองตัวแยกกัน | หน่วยอิสระ | 0 องศา (ปิดฮีตเตอร์หนึ่งตัว) | 0 องศา (ตัวทำความร้อนอื่นชดเชย) | ดีที่สุด (ดูบทความ #85) |
การถ่ายภาพความร้อนของเครื่องทำความร้อนบาดแผลแบบคู่-ที่ล้มเหลว
เครื่องทำความร้อนบาดแผลแบบคู่-ขนาด 6 kW (ผลัดกัน แต่ละวงจร 3 kW) ที่ทำงานที่ 3 kW หลังจากวงจรหนึ่งล้มเหลวแสดงว่า:
การหมุนที่ใช้งานอยู่: อุณหภูมิพื้นผิว 120 องศา (ในน้ำ 80 องศา)
การหมุนไม่ทำงาน: อุณหภูมิพื้นผิว 85 องศา (เหมือนกับของเหลว)
ความเป็นงวด: 5–10 มม. ระหว่างแถบร้อนและเย็น
แถบร้อนมีความกว้างเพียง 3–4 มม.
ในขนาด-ที่ก่อตัวเป็นน้ำ แถบร้อนจะกลายเป็นสีขาว ในขณะที่แถบเย็นยังคงสะอาด สเกลจะเร่งให้เกิดความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่น ส่งผลให้การเลี้ยวที่ใช้งานอยู่ล้มเหลวเร็วขึ้น ในทางปฏิบัติ เครื่องทำความร้อนที่ทำงานด้วยวงจรเดียวจะล้มเหลวแทบจะไม่ใช้เวลานานกว่าสองถึงสามเดือนก่อนที่วงจรที่เหลือจะล้มเหลวเนื่องจากความร้อนสูงเกินไปเฉพาะที่
การกระจายกำลังและโหลดบนวงจรที่เหลือ
เมื่อวงจรหนึ่งล้มเหลว (วงจรเปิด) วงจรที่เหลือจะต้องมีแรงดันไฟฟ้าเต็ม (หากต่อแบบขนาน) กำลังของมันคือ P=V²/R หากทั้งสองวงจรมีความต้านทาน R เท่ากัน กำลังทั้งหมดก่อนเกิดความล้มเหลว=2 × V²/R=2P_circuit หลังจากเกิดข้อผิดพลาด กำลัง=V²/R=P_circuit=50% ของทั้งหมดเดิม นี่ถูกต้องแล้ว อย่างไรก็ตาม วงจรที่เหลือขณะนี้ทำงานที่ความหนาแน่นวัตต์เท่าเดิม (แรงดันไฟฟ้าเท่าเดิม ความต้านทานเท่าเดิม ความร้อนเท่าเดิมต่อเทิร์น) แต่มีรอบแอ็กทีฟมากกว่าครึ่งหนึ่ง การเลี้ยวที่ใช้งานอยู่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงในการสร้างความร้อน แต่ความร้อนที่จะไปถึงเทิร์นที่ล้มเหลวในตอนนี้จะต้องถูกกระจายไปตามเทิร์นที่ใช้งานอยู่ใช่ไหม? ไม่ การเลี้ยวที่ล้มเหลวจะถูกปิดไปเฉยๆ การเลี้ยวที่ใช้งานอยู่จะสร้างความร้อนเหมือนเดิม แต่ไม่มีความร้อนจากการเลี้ยวที่ล้มเหลว ความร้อนที่ปล่อยออกมาทั้งหมดลดลงครึ่งหนึ่ง การหมุนที่ใช้งานอยู่จะไม่เกิดความร้อนมากเกินไปเฉพาะที่จากกำลังที่มากเกินไป อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิของทางเลี้ยวที่ทำงานอยู่อาจเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเนื่องจากทางเลี้ยวเย็นที่อยู่ติดกันไม่ช่วยให้ของเหลวร้อนในระหว่างนั้นอีกต่อไป ฟลักซ์ความร้อนจากการเลี้ยวแบบแอคทีฟจะกระจายไปในแนวขวาง แต่เมื่อความร้อนจากเพื่อนบ้านน้อยลง อุณหภูมิการเลี้ยวแบบแอคทีฟจะเพิ่มขึ้น 5–15 องศา นี่คือจุดร้อนในท้องถิ่น
การประเมินเชิงปฏิบัติสำหรับกระบวนการของคุณ
| ความต้องการของกระบวนการ | การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่ยอมรับได้หลังจากความล้มเหลว | บาดแผลคู่-เหมาะสมไหม? | ทางออกที่ดีกว่า |
|---|---|---|---|
| ±1 องศา (เซมิคอนดักเตอร์, เภสัชกรรม) | เลขที่ | เลขที่ | เครื่องทำความร้อน + อะไหล่แยกกันสองตัว |
| ±3 องศา (สารเคมีที่แม่นยำ) | เลขที่ | เลขที่ | เครื่องทำความร้อนสองตัวแยกกัน |
| ±5 องศา (อุตสาหกรรมทั่วไป) | ชายขอบ | อาจจะ (มีปลอกทองแดง) | เครื่องทำความร้อนสองตัวแยกกัน |
| ±10 องศา (ชุบ ล้าง) | ใช่ | ใช่ (สลับมีปลอก) | ยอมรับได้ |
| ไม่มีการควบคุมอุณหภูมิ (รอบการทำงานเท่านั้น) | ใช่ | ใช่ (รูปแบบใดก็ได้) | ยอมรับได้ |
ตัวอย่างภาคสนาม
สายการชุบใช้เครื่องทำความร้อน PFA แบบพันแผลคู่- (การหมุนสลับ) เพื่อให้กำลังสำรอง 50% เมื่อวงจรหนึ่งขัดข้อง เครื่องทำความร้อนยังคงทำงานต่อไปโดยใช้กำลังไฟ 50% อย่างไรก็ตาม แถบร้อน (สูงกว่าค่าเฉลี่ย 15 องศา) ทำให้เกิดวงแหวนสีขาวเมื่อถึงโค้งที่ใช้งานอยู่ วงแหวนของเกล็ดทำให้การถ่ายเทความร้อนแย่ลง และวงจรที่เหลือก็ล้มเหลวหลังจากผ่านไป 3 เดือน โรงงานได้เปลี่ยนมาใช้เครื่องทำความร้อนขนาด 3 กิโลวัตต์สองเครื่องแยกกัน แทนที่จะเป็นเครื่องทำความร้อนแบบคู่ขนาด 6 กิโลวัตต์{11}} เครื่องเดียว หลังจากที่ฮีตเตอร์ตัวหนึ่งทำงานล้มเหลว อุณหภูมิของอ่างก็ลดลงเหลือ 85 องศา จาก 90 องศา แต่คุณภาพการชุบยังคงเป็นที่ยอมรับ เครื่องทำความร้อนที่ชำรุดถูกเปลี่ยนใหม่ระหว่างการบำรุงรักษาตามกำหนด ไม่มีแถบอุณหภูมิเกิดขึ้น โรงงานสรุปว่าเครื่องทำความร้อนสองเครื่องที่แยกจากกันทำให้เกิดความซ้ำซ้อนอย่างแท้จริงโดยไม่มีจุดร้อน
สรุป: บาดแผลคู่-ให้พลังงาน 50% แต่ทำให้เกิดจุดร้อน
เครื่องทำความร้อน PFA แบบพันรอบ-ที่มีวงจรขนานสองวงจรสามารถจ่ายพลังงานได้ 50% หลังจากที่วงจรหนึ่งเกิดขัดข้อง อย่างไรก็ตาม การเลี้ยวที่เหลือจะสร้างแถบร้อนเป็นระยะ (ความแปรผัน ±15–30 องศา) เว้นแต่จะเพิ่มอีควอไลเซอร์ความร้อน (ปลอกทองแดง) อุณหภูมิที่ไม่สม่ำเสมอนี้ทำให้เกิดสเกลเฉพาะที่ ความเครียดจากความร้อน และความล้มเหลวของวงจรที่เหลืออยู่ในที่สุด สำหรับกระบวนการที่ทนต่อการเปลี่ยนแปลง ±10 องศา อาจยอมรับบาดแผลคู่-ได้ เพื่อการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำ ให้ใช้เครื่องทำความร้อนวงจรเดี่ยว-สองตัวแยกกัน บาดแผลคู่-เป็นการลดพื้นที่-ในการประหยัดพื้นที่ ไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาความซ้ำซ้อนที่แท้จริง หากเวลาในการทำงานเป็นสิ่งสำคัญ ให้ใช้พื้นที่เพิ่มเติมกับเครื่องทำความร้อนสองตัว กระบวนการของคุณจะมีความสม่ำเสมอมากขึ้น และการบำรุงรักษาจะง่ายขึ้น วงดนตรีที่ร้อนแรงไม่เป็นอันตราย พวกมันขยาย แตก ล้มเหลว หลีกเลี่ยงโดยใช้เครื่องทำความร้อนแยกต่างหาก
