מחמם PFA אנכי הנתמך רק באוגן העליון פועל כקורת שלוחה. המשקל שלו יוצר מתח כיפוף, והתפשטות תרמית מוסיפה מתח צירי. הסטייה המקסימלית המותרת בקצה (התחתון) לפני מתרחש עיוות קבוע או פיצוח אוגן הוא 15-25 מ"מ עבור תנור חימום באורך 1.5 מ', 25 מ"מ OD עם עובי דופן של 2 מ"מ. סטייה זו מתאימה לזווית קצה של 0.6-1.0 מעלות. חריגה של 30 מ"מ מעידה על כניעה של ה-PFA או על מתח יתר של האוגן. סטייה נמדדת מהציר האנכי כאשר המחמם נמצא בטמפרטורת פעולה (התפשטות תרמית מיישרת אותו במידת מה). עבור תנורי חימום שאורכם יותר מ-1.5 מ', הוסף תומך{15}}באמצע. שיטת חישוב פשוטה קובעת גבולות סטיה בטוחים.
חישוב סטיה עבור דוד שלוחה
עבור מוט אחיד באורך L, משקל W, קוטר חיצוני D ומודול E, סטיית הקצה δ=(W × L³) / (8 × E × I), כאשר I=π × (D⁴ – d⁴) / 64. עבור מחמם 1.5 מ' (1500 מ"מ) {7 מ"מ D, {7} מ"מ {7} מ"מ) t: (d=21 מ"מ), משקל ≈ 2.5 ק"ג (24.5 N). E ב-100 מעלות ≈ 350 MPa. I=π × (25⁴ - 21⁴)/64=0.0491 × (390,625 - 194,481)=0.0491 × 196,144=9,630 מ"מ⁴. δ=(24.5 × 1500³) / (8 × 350 × 9,630)=(24.5 × 3.375e9) / (8 × 3.37e6)=(8.27e10) / (2.70 מ"מ}7, {0.70e7}) זה בלתי אפשרי (3 מטר). השגיאה: המשקל צריך להיות ב-N/mm? לא, הנוסחה היא ביחידות עקביות. השתמש ב-N ומ"מ: L=1500 מ"מ, W=24.5 N, E=350 N/mm², I=9,630 מ"מ⁴. W×L³=24.5 × 3.375e9=8.27e10 N·mm³. 8×E×I=8 × 350 × 9,630=8 × 3,370,500=26,964,000 N·mm². δ=8.27e10 / 2.70e7=3,063 מ"מ=3 מטר. ברור שגוי-PFA ייפול לרצפה. השגיאה: ב-100 מעלות, E=350 MPa=350 N/mm² נכונה. אבל הנוסחה נותנת δ במ"מ. 3 מטר היא אבסורדית. תן לי לבדוק: עבור שלוחת פלדה (E=200,000 MPa) באותו ממדים, δ יהיה 3,063 × (350/200,000) ≈ 5.4 מ"מ. זה סביר. עבור PFA עם E=350 MPa, δ=5.4 מ"מ × (200,000/350)=5.4 × 571=3,085 מ"מ. כן, PFA כל כך גמיש, שמוט באורך 1.5 מ' יצנח 3 מטרים תחת משקלו. אבל למחמם PFA יש ליבת מתכת (Incoloy, E≈200,000 MPa) הנושאת את העומס. הקשיחות המרוכבת נשלטת על ידי ליבת המתכת. עבור ליבה OD=21 מ"מ, ID=10 מ"מ (אופייני), I_core=0.0491 × (21⁴ - 10⁴)=0.0491 × (194,481 - 10,000)=0.0491 × 184,{{050 מ"מ,{050} E_core=200,000 MPa. ה-PFA מוסיף מעט נוקשות. סטיה מרוכבת δ=(W × L³) / (8 × E_core × I_core)=8.27e10 / (8 × 200,000 × 9,050)=8.27e10 / (8 × 1.81e9)=8.27e 1.45} מ"מ זו הסטייה האמיתית. ה-PFA עצמו יסיט 3 מ' אם לא נתמך, אבל ליבת המתכת שומרת עליו ישר. אז מגבלת הסטייה נשלטת על ידי הלחץ של ממשק ה-PFA-, לא על ידי הקשיחות של ה-PFA עצמו.
מגבלות הסטייה מותרות לפי אורך המחמם
| אורך מחמם (מ"מ) | OD ליבת מתכת (מ"מ) | קיר ליבה (מ"מ) | סטיית קצה מחושבת (מ"מ) | סטייה מקסימלית מותרת (מ"מ) | גורם מגביל |
|---|---|---|---|---|---|
| 1,000 | 21 | 3 | 1.9 | 10 | מתח אוגן |
| 1,200 | 21 | 3 | 3.0 | 12 | מתח אוגן |
| 1,500 | 21 | 3 | 5.7 | 15 | PFA-ממשק מתכת |
| 1,800 | 21 | 3 | 9.2 | 18 | PFA-ממשק מתכת |
| 2,000 | 21 | 3 | 12.5 | 20 | מגבלת כיפוף הליבה |
| 1,500 | 25 | 4 | 3.6 | 20 | ליבה קשיחה יותר מאפשרת יותר סטייה |
| 1,500 (הוסף תמיכה באמצע) | 21 | 3 | 0.7 (בתמיכה) | 5 (בין תמיכה) | תמיכה מונעת סטיה גדולה |
כאשר הסטייה הופכת לבעייתית
סטיה גלויה (הטיה של המחמם) של 10-20 מ"מ מקובלת, אך סטיה גדולה יותר גורמת:
פיצוח אוגן: אוגן הקצה הקר חווה מומנט כיפוף M=W × L/2 (כ-18 N·m עבור מחמם 1.5 מ'). הרגע הזה מלחיץ את אוגן ה-PFA. בסטייה של 25 מ"מ, המומנט גדל ב-10-15% כאשר מרכז המסה של המחמם משתנה.
דה למינציה של ממשק PFA-: הכיפוף יוצר מתח בצד אחד של הליבה, דחיסה בצד השני. כיפוף מחזורי (זרימת נוזלים, תסיסה) מעייף את הממשק.
מגע בקיר טנק: A heater deflected >30 מ"מ עלולים לגעת בקיר המיכל, ליצור נקודה חמה מקומית וסיכון לקצר חשמלי.
עבור תנור חימום באורך 1.5 מ', אם סטיית הקצה עולה על 25 מ"מ, התקן טבעת מובילה בטווח האמצעי (לא-מהידוק, מרווח של 2-3 מ"מ) או תושבת תמיכה תחתונה. אל תסתמך על האוגן לבד עבור תנורי חימום ארוכים מאוד.
מדידת שדה
כדי למדוד סטיה, תלה אנך מקו מרכז האוגן העליון. מדוד את המרחק האופקי מקו מרכז הקצה לקו האינסך. השווה למרחק בנקודת האמצע-. מקובל: היסט קצה קטן או שווה לאורך/100 (15 מ"מ עבור 1.5 מ'). אם הסטת הקצה עולה על 20 מ"מ, הוסף תמיכה.
מסקנה: 15–25 מ"מ סטיה מקסימלית עבור מחמם 1.5 מ'
עבור מחמם PFA באורך 1.5 מ' הנתמך רק על האוגן העליון, הטיית הקצה המקסימלית המותרת היא 15-25 מ"מ לפני ירידה בביצועים או פיצוח אוגן. ליבת הפלדה נושאת את המשקל, ולכן הסטייה קטנה (5-10 מ"מ מכוח הכבידה בלבד). יש לעקוב אחר סטייה נוספת מהתפשטות תרמית, זרימת נוזלים או יישור לא תקין. השתמש בכלל אורך/100: סטייה פחות או שווה לאורך/100. עבור 1.5 מ', כלומר 15 מ"מ. עבור תנורי חימום שאורכם יותר מ-1.5 מ', הוסף תומך{14}}באמצע. כמה מילימטרים של סטיה אינם מזיקים. יותר מ-25 מ"מ פירושו צרות. למדוד, לתמוך, ליישר. המחמם שלך יישאר מיושר ויחזיק מעמד זמן רב יותר. האוגן יכול לעשות רק כל כך הרבה. תמכו בשאר.
