ผลกระทบของกระแสอากาศโดยรอบต่อความสม่ำเสมอของอุณหภูมิของแผ่นให้ความร้อนแบบเปิดคืออะไร?

แผ่นทำความร้อนที่อยู่ตรงกลางบริเวณโรงงานที่มีผู้คนพลุกพล่านจะถูกกระแสลมที่มองไม่เห็นอย่างต่อเนื่องซึ่งเกิดจากประตูที่เปิดอยู่ พัดลมระบายอากาศเหนือศีรษะ พนักงานที่กำลังเคลื่อนที่ และรถยกที่ผ่านไปมา ลมที่พัดเบาๆ เหล่านี้มักจะแผ่วเบาเกินกว่าจะสังเกตเห็นได้โดยตรง แต่ลมเหล่านี้ก็สามารถดึงพลังงานความร้อนออกจากพื้นผิวที่สัมผัสได้เพียงพอเพื่อสร้างเขตความเย็นถาวร โดยเฉพาะอย่างยิ่งตามขอบแผ่น ส่งผลให้เกิดความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอและผลลัพธ์ของผลิตภัณฑ์ที่บกพร่อง

การทำความเข้าใจผลกระทบของความสม่ำเสมอของอุณหภูมิร่างอากาศโดยรอบแผ่นเปิดพฤติกรรมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการรักษาประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่สม่ำเสมอในระบบทำความร้อนแบบเปิดที่ไม่ใช่แบบปิด-

กลไกการสูญเสียความร้อนในแท่นวางแบบเปิด

การพาความร้อนและการแผ่รังสีตามธรรมชาติ

แผ่นทำความร้อนแบบเปิดจะสูญเสียความร้อนเป็นหลักผ่าน:

การหมุนเวียนอากาศตามธรรมชาติสู่อากาศโดยรอบ

การแลกเปลี่ยนความร้อนจากการแผ่รังสีกับพื้นผิวใกล้เคียง

Edge-เพิ่มการสูญเสียการพาความร้อน

ภายใต้สภาวะอากาศนิ่ง ชั้นขอบเขตความร้อนที่ค่อนข้างคงที่จะเกิดขึ้นเหนือพื้นผิวแท่นวาง ชั้นอากาศอุ่นบางๆ นี้ทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกัน ซึ่งจะช่วยชะลอการสูญเสียความร้อนเพิ่มเติม

อย่างไรก็ตาม ชั้นนี้มีความไวต่อการหยุดชะงักสูง

ผลกระทบของร่างอากาศโดยรอบ

การพังทลายของชั้นขอบเขตความร้อน

เมื่ออากาศเคลื่อนที่ผ่านพื้นผิวแท่นวาง ชั้นฉนวนจะถูกแยกออก

สายลมเป็นตัวขโมยความแม่นยำในระบบระบายความร้อน โดยจะขจัดฟิล์มอากาศที่เสถียรซึ่งรักษาความสม่ำเสมอของอุณหภูมิอย่างต่อเนื่อง

เป็นผลให้:

การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

อัตราการทำความเย็นในท้องถิ่นเพิ่มขึ้นอย่างมาก

อุณหภูมิพื้นผิวไม่สม่ำเสมอ-

บริเวณขอบเย็นเร็วกว่าตรงกลาง

แม้แต่ความเร็วลมที่ค่อนข้างต่ำก็สามารถวัดผลได้

ด้วยความเร็วลมประมาณ:

vµ1 m/sv \\ประมาณ 1\\ \\คณิตศาสตร์{m/s}vหยาบคาย1 m/s

อุณหภูมิพื้นผิวขอบลดลงอย่างเห็นได้ชัดอาจเกิดขึ้นเนื่องจากการสูญเสียความร้อนจากการพาความร้อนที่รุนแรงขึ้น

เหตุใด Edge Cooling จึงแย่ลง

การขยายการสูญเสียความร้อนทางเรขาคณิต

โดยธรรมชาติแล้วขอบของแท่นวางจะสูญเสียความร้อนมากกว่าบริเวณตรงกลาง เนื่องจากการสัมผัสกับอากาศแวดล้อมจากหลายด้านเพิ่มมากขึ้น

เมื่อรวมกับการไหลของอากาศ เอฟเฟกต์นี้จะเด่นชัดมากขึ้นเนื่องจาก:

กระแสลมปะทะขอบโดยตรง

การก่อตัวของชั้นขอบจะหยุดชะงักได้ง่ายขึ้น

เส้นทางการนำความร้อนจะสั้นกว่าที่ขอบ

ความปั่นป่วนในท้องถิ่นจะเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน

ผลลัพธ์ที่ได้คือ "ระยะขอบเย็น" ที่กว้างขึ้นรอบๆ ขอบแท่นพิมพ์

การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนเพิ่มขึ้น

ผลกระทบความเร็วลม

การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนขึ้นอยู่กับความเร็วลมอย่างมาก

เมื่อกระแสลมเพิ่มขึ้น:

ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนเพิ่มขึ้น

ชั้นขอบเขตความร้อนจะบางลง

อัตราการขจัดความร้อนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

ความสัมพันธ์นี้อธิบายว่าทำไมแม้แต่กระแสลมเล็กๆ ก็ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความเสถียรของอุณหภูมิพื้นผิวในระบบทำความร้อนแบบเปิด

ผลกระทบต่อคุณภาพกระบวนการ

ผลที่ตามมาของความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอ-

ความแปรผันของอุณหภูมิบนพื้นผิวแท่นวางสามารถนำไปสู่:

การบ่มวัสดุที่ไม่สม่ำเสมอ

แรงยึดเกาะไม่คงที่

การแปรผันของมิติในวัสดุที่ไวต่อความร้อน

อัตราเศษที่เพิ่มขึ้น

ความไม่แน่นอนของกระบวนการ

ในการใช้งานระบายความร้อนที่แม่นยำ แม้แต่ความเบี่ยงเบนของอุณหภูมิเล็กน้อยที่ขอบก็สามารถแพร่กระจายไปสู่ปัญหาคุณภาพปลายน้ำที่สำคัญได้

กลยุทธ์บรรเทาผลกระทบอย่างง่าย

โซลูชั่นการป้องกันแบบพาสซีฟ

หนึ่งในวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพสูงสุดก็เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดเช่นกัน นั่นก็คือ การควบคุมการไหลเวียนของอากาศรอบๆ แท่นวาง

แนวทางทั่วไป ได้แก่:

แผ่น-แผงกั้นด้านข้างทำจากโลหะ

ผ้าม่านพลาสติกพับ

เปลือกบางส่วน

สิ่งกีดขวางร่างทรงกระบอก

แผงครอบทรงกระบอกแบบธรรมดาสามารถลดการสูญเสียการพาความร้อนได้โดย: