Wat is wattdichtheid en waarom het een patroonverwarmer maakt of breekt
Laat een bericht achter
Veel apparatuurproblemen gebeuren omdat mensen het idee van wattdichtheid niet begrijpen. Wattdichtheid is misschien wel het belangrijkste om goed te doen als het gaat om enkel- cartridge-verwarmers of cartridge-verwarmers. Maar mensen negeren het vaak ten gunste van eenvoudigere metingen zoals totale spanning of watt.
Wat is de wattdichtheid dan? Simpel gezegd is dit de hoeveelheid energie die verloren gaat per vierkante centimeter oppervlakte op het verwarmde deel van de patroonverwarmer. De basisformule is eenvoudig: watt gedeeld door (verwarmde lengte maal diameter verwarmingselement maal pi). In imperiale eenheden is het watt per vierkante inch; in metrische eenheden is het watt per vierkante centimeter: 36. Een patroonverwarmer met een vermogen van 500 watt en een verwarmd oppervlak van 50 vierkante centimeter heeft een wattdichtheid van 10 W/cm².
Waarom is dit getal zo belangrijk? Dit komt omdat de wattdichtheid rechtstreeks van invloed is op de interne temperatuur van de weerstandsdraad, wat op zijn beurt de temperatuur van de buitenmantel beïnvloedt en uiteindelijk de levensduur van de verwarmer. Een verwarming met een hoge wattdichtheid kan snel opwarmen, maar wordt van binnen ook heter. Als de interne temperatuur te hoog blijft om door de materialen te worden verdragen, zal de weerstandsdraad eerder roesten en breken. In kleine afmetingen kunnen hoogwaardige-patroonverwarmers een wattdichtheid bereiken van maximaal 50 W/cm². Sommige speciale units kunnen zelfs 100 W/cm² bereiken, maar tot het uiterste gaan mag alleen als het absoluut noodzakelijk is-42.
De algemene regel is simpel: gebruik alleen de wattdichtheid die nodig is voor de taak, en gebruik lagere vermogens dan het toegestane maximum om veilig te blijven: 45. Een lagere wattdichtheid (meestal tussen de 5 en 7 W/cm²) is beter voor het verwarmen van kwetsbare materialen, zoals sommige kunststoffen of vloeistoffen, omdat het plaatselijke oververhitting en materiaaldegradatie voorkomt-46. Hogere wattdichtheden kunnen in orde zijn voor metalen mallen en matrijzen die snel moeten opwarmen, zolang de verwarmer maar goed in het boorgat past om ervoor te zorgen dat de warmte efficiënt wordt overgedragen.
Dit is waar veel mensen fouten maken. Het is een typische fout om een patroonverwarming alleen te kiezen op basis van het totale wattage en niet op basis van het oppervlak. Een verwarmingselement van 1000 watt van 10 mm breed en 100 mm lang heeft een aanzienlijk hogere wattdichtheid dan een verwarmingselement van 1000 watt van 20 mm breed en 200 mm lang. De kleinere, kortere verwarmer zal aan het oppervlak veel heter worden. Dit zou prima zijn voor een kleine vormholte, maar het kan een ramp zijn voor een grote plaat die een gelijkmatige warmteverdeling nodig heeft. Door hetzelfde aantal watt over een groter oppervlak te plaatsen, wordt de thermische belasting van de verwarmer verlaagd en gaat deze langer mee.
De stof die wordt verwarmd, is een ander ding dat de wattdichtheid beïnvloedt. Hogere wattdichtheden kunnen ertoe leiden dat de vloeistof verkoolt en zich ophoopt op de verwarmingsmantel bij toepassingen waarbij vloeistof wordt ondergedompeld. Dit isoleert de verwarming en versnelt het falen ervan-36. Bij het verwarmen van lucht moeten de wattdichtheden lager worden gehouden, zodat de verwarmer zichzelf niet oververhit. Dit komt omdat de warmteoverdracht minder efficiënt is. Hogere wattdichtheden zijn meestal goed voor metalen mallen die de warmte gemakkelijk laten wegvloeien.
De maximaal aanbevolen wattdichtheid is ook gebaseerd op de bedrijfstemperatuur van de toepassing. Als algemene regel geldt dat als een mal op 300 graden moet werken, het oppervlak van de patroonverwarming zo heet kan worden als 450 tot 500 graden. Om dat te evenaren heb je een omhulselmateriaal nodig zoals roestvrij staal 321 en een zorgvuldig gekozen wattdichtheid van 60. Hogere doeltemperaturen vereisen verder voorzichtigere keuzes van wattdichtheid en omhulselmaterialen, zoals Incoloy.
Voordat u een bestelling plaatst voor een serieuze industriële verwarmingstoepassing, moet u de wattdichtheid bepalen. Ervaren fabrikanten kunnen u helpen de beste wattdichtheid te bepalen voor uw unieke behoeften, zoals de gewenste temperatuur, de tijd die nodig is om op te warmen, het materiaal van de mantel, de pasvorm van het boorgat en het weer. Een van de snelste manieren om ervoor te zorgen dat een verwarming vroegtijdig kapot gaat en ongeplande stilstand veroorzaakt, is door deze berekening te verkorten. Bij twijfel is een lagere wattdichtheid vrijwel meestal de veiligere keuze voor duurzaamheid op de lange- termijn.
