पीएफए शीथ की तापीय चालकता 250 डिग्री पर पीटीएफई से कैसे तुलना करती है?
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250 डिग्री सेल्सियस पर एक नियमित पीटीएफई विसर्जन हीटर एक लंगड़ा, नरम विफलता होगा। इस तापमान पर पीएफए, फ्लोरोपॉलीमर परिवार का अधिक कठोर भाई, अभी भी ठोस और संरचनात्मक रूप से स्थिर है। दोनों गर्मी के खराब संवाहक हैं, लेकिन इस चरम पर यह चालकता नहीं है जो उन्हें अलग करती है, बल्कि पीएफए की यांत्रिक रूप से झेलने की क्षमता है जहां पीटीएफई नहीं कर सकता है।
पीएफए बनाम पीटीएफई शीथ तापीय चालकता 250 डिग्री। इंजीनियरिंग चर्चा गर्मी हस्तांतरण डेटा से शुरू होती है, लेकिन यह जल्द ही भौतिक स्थिरता में बदल जाती है। उच्च तापमान पर सीमित तत्व गर्मी को दूर स्थानांतरित करने में म्यान की दक्षता नहीं है। मूलभूत चुनौती यह है कि क्या पॉलिमर अभी भी हीटिंग तत्व के आसपास यांत्रिक रूप से ध्वनि अवरोधक के रूप में काम कर सकता है।
पीटीएफई और पीएफए की तापीय चालकता
पीटीएफई और पीएफए दोनों फ्लोरोपॉलीमर हैं और कई समान तापीय गुण साझा करते हैं।
परिवेश के तापमान पर दोनों सामग्रियों की तापीय चालकता आमतौर पर इसके करीब होती है:
0.25 w/m.k
तापीय चालकता मान उनकी व्यावहारिक कार्य सीमाओं में एक दूसरे के काफी समान हैं।
सामग्रियों के बीच छोटा अंतर
आम तौर पर PTFE और PFA के बीच चालकता का अंतर होता है:
लगभग 0.02 W/m·K
अधिकांश विसर्जन हीटर डिज़ाइनों में परिवर्तन की मात्रा इतनी मामूली है कि यह लगभग अप्रासंगिक है।
थर्मल व्यवहार के संदर्भ में, दोनों सामग्रियां व्यावहारिक रूप से मजबूत इन्सुलेटर हैं और कुशल ताप कंडक्टर नहीं हैं।
शीथ हीट ट्रांसफर
चूँकि दोनों पॉलिमर ऊष्मा के कुचालक हैं:
ऊष्मा संचरण की एक प्राकृतिक सीमा होती है
वाट घनत्व नियंत्रण
स्थानीयकृत अति ताप को रोकें
सतह के तापमान का महत्वपूर्ण प्रबंधन
इसलिए, हीटर डिजाइन में सतह क्षेत्र और रूढ़िवादी वाट घनत्व की तुलना में म्यान सामग्री कम महत्वपूर्ण है।
250 डिग्री वास्तविक अंतर क्यों दिखाई देता है
पीटीएफई और पीएफए के बीच मुख्य अंतर तापीय चालकता में नहीं बल्कि यांत्रिक सहनशक्ति में है।
इन तापमानों पर सवाल यह नहीं है कि 'यह कितनी अच्छी तरह संचालित होता है?' लेकिन 'क्या यह अभी भी ठोस है?'
उच्च तापमान पर पीटीएफई
पीटीएफई में कई औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उच्च रासायनिक प्रतिरोध और हल्के तापमान की क्षमता है। हालाँकि, विसर्जन हीटर के रूप में संचालन सामग्री पर विशेष यांत्रिक मांग डालता है।
हीटर अनुप्रयोग सतत सेवा सीमा
सामान्य तौर पर विसर्जन हीटर शीथ सेवा के लिए पीटीएफई निम्नलिखित तक सीमित है:
लगभग 110 डिग्री पर निरंतर संचालन
इस सीमा से ऊपर:
यांत्रिक कठोरता का अचानक नुकसान
रेंगने की विकृति में वृद्धि
दबाव के प्रति ख़राब प्रतिरोध
संरचनात्मक स्थिरता कमजोर होना
250 डिग्री पर पीटीएफई का उपयोग लंबे समय से व्यावहारिक विसर्जन सेवा से आगे निकल गया है।
रेंगना और मुलायम होना
पीटीएफई शुरू होता है: लंबे समय तक गर्मी के संपर्क में रहने के बाद
खूब नरम करो
आयामी स्थिरता खो गई
यांत्रिक भार के कारण शिथिलता
आंतरिक कंडक्टरों के आसपास विकृति
यह विसर्जन हीटरों में विशेष रूप से समस्याग्रस्त है, जहां म्यान को आसपास के प्रक्रिया तरल पदार्थ से सक्रिय प्रतिरोध तार को लगातार इन्सुलेट करने की आवश्यकता होती है।
एक बार जब विकृति शुरू हो जाती है, तो पूरी हीटर असेंबली बरकरार नहीं रह जाती है।
पीएफए 250 डिग्री पर क्यों रहता है?
पीएफए का उद्देश्य अधिक प्रक्रियात्मकता और उच्च तापमान स्थायित्व प्रदान करते हुए पीटीएफई के कई रासायनिक लाभों को संरक्षित करना था।
उच्चतर सतत सेवा तापमान
आमतौर पर पीएफए की अधिकतम निरंतर सेवा रेटिंग होती है:
लगभग 260 डिग्री
यह अपनी डिज़ाइन की गई दीर्घकालिक प्रदर्शन सीमा के भीतर 250 डिग्री संचालन रखता है।
इस तापमान पर पीएफए के पास अभी भी है:
यांत्रिक कठोरता
बल का प्रतिरोध
• आयामी स्थिरता
विद्युत इन्सुलेशन की अखंडता
यह कोई सूक्ष्म भेद नहीं है. यह जीवित रहने के लिए आवश्यक है।
संरचनात्मक अखंडता की तुलना में चालकता अधिक महत्वपूर्ण है
पीएफए, पीटीएफई की तुलना में किसी भी तरह से बेहतर गर्मी का संचालन नहीं करता है, फिर भी यह ऐसे तापमान पर यांत्रिक रूप से कार्य करता रहेगा जहां पीटीएफई ढह जाएगा।
यह स्थिरता पीएफए शीथ को सक्षम बनाती है:
दीवार की मोटाई एक समान
गर्म तार की सुरक्षा करें
दबाव में विकृति का प्रतिरोध करता है
लंबे समय तक थर्मल एक्सपोज़र का विरोध करें
तो, एक पीएफए हीटर एक पीटीएफई हीटर के उच्च तापमान विकास की तरह है, इसलिए नहीं कि यह गर्मी को बेहतर ढंग से वितरित करता है, बल्कि इसलिए कि पॉलिमर स्वयं भौतिक रूप से बरकरार रहता है।
यांत्रिक प्रदर्शन बनाम थर्मल प्रदर्शन
फ्लोरोपॉलीमर हीटर डिज़ाइन के लिए केवल तापीय चालकता आँकड़े भ्रामक हो सकते हैं।
थर्मल विशेषताएँ समान
शुद्ध ऊष्मा स्थानांतरण के दृष्टिकोण से:
पीटीएफई और पीएफए काफी हद तक समान व्यवहार करते हैं
कोई भी सामग्री अच्छा संवाहक नहीं है
दोनों को सावधानीपूर्वक हीटर डिजाइन दृष्टिकोण की आवश्यकता है
विस्तृत-यांत्रिक सीमाएँ
लेकिन संरचनात्मक दृष्टि से ऊंचे तापमान पर यह अंतर बहुत बड़ा हो जाता है।
250 डिग्री पर:
संपत्ति पीटीएफई पीएफए
अनुमानित तापीय चालकता ~0.25 W/m·K ~0.25 W/m·K सतत विसर्जन हीटर सेवा तापमान ~110 डिग्री ~260 डिग्री
250 डिग्री पर यांत्रिक स्थिरता बनाए रखी गई, बहुत समझौता किया गया
क्रिप पुअर गुड लॉन्ग का प्रतिरोध-अवधि संरचनात्मक अखंडता खोई हुई बरकरार
यह तुलना दर्शाती है कि सामग्री का चुनाव मूल रूप से एक यांत्रिक है न कि थर्मल विकल्प।
वाट्स का घनत्व अभी भी क्यों मायने रखता है?
पीएफए अधिक तापमान का सामना कर सकता है, लेकिन इसकी सीमित तापीय चालकता अभी भी डिजाइन को सीमित करती है।
सतह पर तापमान नियंत्रण
क्योंकि फ़्लोरोपॉलीमर यौगिक गर्मी छोड़ने में धीमे होते हैं:
बहुत अधिक वाट घनत्व हॉट स्पॉट बनाता है
तार के अंदर का तापमान तेजी से बढ़ सकता है
पॉलिमर क्षरण स्थानीयकृत त्वरण
पीएफए का उपयोग करते हुए भी, हीटर डिजाइनरों को सावधानीपूर्वक संतुलन बनाने की आवश्यकता है:
शक्ति घनत्व
प्रवाह राज्य
द्रव का तापमान
विसर्जन की गहराई
सतह पर लोड हो रहा है
पीएफए का थर्मल लाभ विवेकपूर्ण थर्मल इंजीनियरिंग की आवश्यकता को समाप्त नहीं करता है।
पीएफए शीथ वाले हीटरों के सामान्य अनुप्रयोग
पीएफए हीटर कठोर उच्च तापमान रासायनिक स्थितियों के लिए आम हैं जहां पीटीएफई भौतिक रूप से विफल हो जाएगा।
अनुप्रयोगों में शामिल हैं:
सल्फ्यूरिक पेरोक्साइड के सेमीकंडक्टर सफाई स्नान
ऑक्सीकरण एसिड, गर्म
अल्ट्रा-शुद्ध रासायनिक उपचार
गीली बेंचें, अर्धचालक
उच्च तापमान नक़्क़ाशी प्रणाली
इन सेटिंग्स में म्यान सामग्री को रसायन शास्त्र और निरंतर थर्मल तनाव से बचना चाहिए।
निष्कर्ष
250 डिग्री पर पीएफए बनाम पीटीएफई की तुलना मुख्य रूप से तापीय चालकता विषय नहीं है। दोनों फ़्लोरोपॉलीमर तुलनात्मक रूप से गर्मी के खराब संवाहक हैं और उनके पूरे उपयोगी तापमान रेंज में चालकता मान 0.25 W/m·K के करीब रहते हैं। अंतर यांत्रिक अस्तित्व का है।
पीटीएफई ने विसर्जन {{1}हीटर के लिए 250 डिग्री की अपनी व्यावहारिक परिचालन सीमा को पार कर लिया है और सुरक्षित संचालन के लिए आवश्यक संरचनात्मक अखंडता का अभाव है। हालाँकि, पीएफए अभी भी अपने निरंतर उपयोग तापमान आवरण के भीतर है और बिना किसी विरूपण या रेंगने के आंतरिक हीटिंग स्रोत के लिए सुरक्षा प्रदान करना जारी रखता है।
इस प्रकार अत्यधिक तापमान पर पीएफए या पीटीएफई शीथ का उपयोग करने का निर्णय थर्मल अनुकूलन निर्णय नहीं बल्कि एक यांत्रिक और परिचालन आवश्यकता है। पीएफए गर्मी का बेहतर संचालन नहीं करता है, यह उन स्थितियों में विकृत, पिघलेगा या आकार नहीं खोएगा जहां पीटीएफई जीवित नहीं रहेगा।
उच्च तापमान वाले थर्मल सिस्टम में, सबसे बड़ी सामग्री अक्सर सबसे अच्छे ताप कंडक्टर नहीं होते हैं, बल्कि वे होते हैं जो तब अपना आकार बनाए रखते हैं जब बाकी सब विफल होने लगते हैं।
