Sanoat isitish ilovalari haqida gap ketganda, grafitli isitgich va metall isitgich o'rtasidagi tanlov muhim qaror bo'lib, jarayonning samaradorligi, ishlashi va xarajati - samaradorligiga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin. Grafit isitgichlar yetkazib beruvchisi sifatida men har ikki turdagi isitgichlarning xususiyatlarini - chuqur bilaman va batafsil taqqoslash mumkin.
1. Materialning xususiyatlari
Grafitli isitgichlar
Grafit uglerodning yuqori kristalli shaklidir. U mukammal issiqlik o'tkazuvchanligiga ega, bu esa issiqlikni tez va teng ravishda o'tkazish imkonini beradi. Grafitning issiqlik o'tkazuvchanligi uning darajasiga va ishlab chiqarish jarayoniga qarab 110 - 170 Vt/(m·K) gacha bo'lishi mumkin. Bu xususiyat grafitli isitgichlarni tez va bir xil isitish talab qilinadigan ilovalar uchun ideal qiladi.
Grafit ham yuqori erish nuqtasiga ega, taxminan 3652 - 3697 daraja. Bu yuqori - haroratga chidamlilik grafitli isitgichlarga yuqori - haroratli pechlar kabi o‘ta issiq muhitda ishlash imkonini beradi. Masalan, yuqori haroratli pech uchun grafit isitgich 3000 darajagacha bo'lgan haroratga bardosh bera oladi, bu ularni kremniy karbidini sinterlash va vakuumli issiqlik bilan ishlov berish kabi jarayonlarga moslashtiradi.
Bundan tashqari, grafit ko'plab muhitlarda kimyoviy jihatdan inertdir. Ko'pgina kislotalar, gidroksidi va organik erituvchilarga chidamli, ya'ni grafitli isitgichlar korroziy kimyoviy jarayonlarda sezilarli buzilishsiz ishlatilishi mumkin.
Metall isitgichlar
Odatda isitgichlar uchun ishlatiladigan metallarga nikel - xrom qotishmalari (masalan, Nikrom), temir - xrom - alyuminiy qotishmalari (masalan, Kanthal) va zanglamaydigan po'lat kiradi. Ushbu metallar nisbatan yaxshi issiqlik o'tkazuvchanligiga ega, lekin odatda grafitnikidan pastroqdir. Misol uchun, Nichromning issiqlik o'tkazuvchanligi taxminan 22 Vt / (m · K) ni tashkil qiladi, bu grafitga nisbatan ancha past.
Ushbu metallarning erish nuqtalari turlicha. Nikrom 1400 daraja atrofida erish nuqtasiga ega, Kanthal esa taxminan 1425 daraja haroratga bardosh bera oladi. Bu haroratlar yuqori bo'lishiga qaramay, ular hali ham grafitning erish nuqtasidan sezilarli darajada past. Bu ultra - yuqori - haroratli ilovalarda metall isitgichlardan foydalanishni cheklaydi.
Metalllar ma'lum kimyoviy muhitda korroziyaga ko'proq moyil bo'ladi. Masalan, zanglamaydigan po'lat vaqt o'tishi bilan kislotali yoki gidroksidi eritmalarda korroziyaga olib kelishi mumkin, bu esa isitgichning ishlash muddatini qisqartirishi va jarayonni ifloslantirishi mumkin.
2. Isitishning ishlashi
Isitish tezligi
Yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi tufayli grafitli isitgich metall isitgichga qaraganda ancha tezroq qizib ketishi mumkin. Elektr toki qo'llanilganda, grafit tezda elektr energiyasini issiqlikka aylantira oladi va uni atrofdagi muhitga o'tkazadi. Yuqori - haroratli pechni qo'llashda grafitli isitgich maqsadli haroratga bir necha daqiqada erisha oladi, metall isitgich esa isitgichning kuchi va hajmiga qarab sezilarli darajada uzoqroq, ba'zan yarim soat yoki undan ko'proq vaqt olishi mumkin.
Haroratning bir xilligi
Grafit isitgichlar isitish yuzasi bo'ylab yaxshiroq harorat bir xilligini ta'minlaydi. Grafitning tuzilishi issiqlikning teng ravishda tarqalishiga imkon beradi, bu esa isitiladigan hududdagi harorat gradientini kamaytiradi. Bu yarimo'tkazgichlarni ishlab chiqarish kabi ilovalarda juda muhim, bu erda hatto kichik harorat farqi mahsulot sifatiga ta'sir qilishi mumkin. Boshqa tomondan, metall isitgichlar nisbatan past issiqlik o'tkazuvchanligi tufayli issiq joylar va sovuq joylarga ega bo'lishi mumkin, bu esa notekis isitishga va mahsulotning mumkin bo'lgan nuqsonlariga olib kelishi mumkin.
3. Elektr xususiyatlari
Qarshilik
Grafit nisbatan yuqori elektr qarshiligiga ega, uni ishlab chiqarish jarayonida sozlash mumkin. Bu xususiyat elektr tokini sozlash orqali isitish quvvatini aniq nazorat qilish imkonini beradi. Berilgan kuchlanish uchun o'ziga xos qarshilikka ega bo'lgan grafitli isitgich kerakli miqdorda issiqlik hosil qilishi mumkin.
Metall isitgichlar ham elektr qarshiligiga ega, ammo ularning qarshilik xususiyatlari boshqacha. Metalllarning qarshiligi harorat bilan o'zgarishi mumkin, bu esa barqaror isitish quvvatini saqlab qolish uchun yanada murakkab nazorat qilish tizimlarini talab qilishi mumkin. Misol uchun, Nichromning qarshiligi harorat oshishi bilan kuchayadi, ya'ni to'g'ri tartibga solinmasa, isitish jarayonida quvvat chiqishi o'zgarishi mumkin.
Quvvat zichligi
Grafitli isitgichlar metall isitgichlarga nisbatan yuqori quvvat zichligiga erishishi mumkin. Quvvat zichligi - isitish elementining birlik maydoniga to'g'ri keladigan quvvat miqdori. Yuqori - quvvatli ilovalarda grafitli isitgich kichikroq joyda koʻproq issiqlik hosil qilishi mumkin, bu esa ixcham isitish tizimlari uchun foydalidir. Bir xil quvvat ishlab chiqarishga erishish uchun metall isitgichlar kattaroq hajmga ega bo'lishi kerak, bu esa isitish uskunasining umumiy maydonini oshirishi mumkin.
4. Mexanik xossalari
Kuch va mo'rtlik
Grafit nisbatan mo'rt materialdir. Metalllarga nisbatan past mexanik kuchga ega va mexanik zarba yoki tebranish bilan osongina shikastlanishi mumkin. Biroq, zamonaviy ishlab chiqarish texnikasi grafitning mexanik xususiyatlarini yaxshilagan va ba'zi grafitli isitgichlar ma'lum darajadagi stresslarga bardosh berish uchun mustahkamlangan.
Boshqa tomondan, metallar odatda kuchliroq va egiluvchanroqdir. Ular mexanik kuchlarga yaxshiroq bardosh bera oladilar va normal ish sharoitida sinish ehtimoli kamroq. Bu metall isitgichlarni isitish moslamasi jismoniy ta'sirga duchor bo'lishi mumkin bo'lgan ilovalar uchun ko'proq mos keladi, masalan, mobil isitish uskunalari.
Termal kengayish
Grafit juda past termal kengayish koeffitsientiga ega. Bu shuni anglatadiki, qizdirilganda u juda kam kengayadi, bu o'lchov barqarorligi muhim bo'lgan ilovalarda afzallik hisoblanadi. Misol uchun, nozik isitish jarayonida grafitli isitgich isitish va sovutish davrlarida o'zining shakli va hajmini aniqroq saqlaydi.
Metalllar nisbatan yuqori issiqlik kengayish koeffitsientiga ega. Bu ba'zi ilovalarda, masalan, mahkam o'rnatilgan - isitish tizimida muammolarga olib kelishi mumkin, bu erda metall isitgichning kengayishi mexanik kuchlanish va atrofdagi qismlarga potentsial shikastlanishga olib kelishi mumkin.
5. Xarajatlarni hisobga olish
Dastlabki xarajat
Grafit isitgichlar odatda metall isitgichlarga qaraganda qimmatroq. Grafitli isitgichlarni ishlab chiqarish jarayoni ancha murakkab va xom ashyo (yuqori - sifatli grafit) ham qimmatga tushadi. Bundan tashqari, grafitli isitgichlarni ishlab chiqarish ko'pincha maxsus uskunalar va texnikani talab qiladi, bu esa xarajatlarni yanada oshiradi.
Boshqa tomondan, metall isitgichlar nisbatan arzon metallardan tayyorlanadi va ishlab chiqarish jarayoni yanada sodda. Buning natijasida dastlabki xarid narxi arzonroq bo‘ladi, bu esa byudjetga ega - mijozlar uchun yanada jozibador bo‘lishi mumkin.
Operatsion xarajati
Grafitli isitgichlarning boshlang'ich narxi yuqori bo'lsa-da, ular uzoq muddatda qimmatroq - samarali bo'lishi mumkin. Ularning yuqori issiqlik samaradorligi ular bir xil isitish effektiga erishish uchun kamroq energiya iste'mol qilishlarini anglatadi. Bundan tashqari, yuqori - harorat va korroziy muhitda ularning uzoqroq ishlash muddati almashtirish chastotasini qisqartirishi, texnik xizmat ko‘rsatish va almashtirish xarajatlarini tejash imkonini beradi. Metall isitgichlar korroziya va termal degradatsiya tufayli tez-tez almashtirishni talab qilishi mumkin, bu esa vaqt o'tishi bilan umumiy operatsion xarajatlarni oshirishi mumkin.
6. Ilovalar
Grafitli isitgichlar
Grafit isitgichlar yuqori - haroratli sanoat jarayonlarida keng qo'llaniladi. Ular odatda yarimo'tkazgichlarni ishlab chiqarish uchun Grafit isitish plitasi ilovalarida topiladi, bu erda aniq va yuqori - haroratli isitish talab qilinadi. Ular, shuningdek, metallarni issiqlik bilan ishlov berish uchun vakuumli pechlarda va ilg'or keramika ishlab chiqarishda qo'llaniladi.
Yana bir muhim dastur kimyo sanoatida bo'lib, u erda grafitning kimyoviy inertligi uni korroziy kimyoviy moddalarni isitish uchun mos qiladi. Energiya samaradorligini oshirish va atrof-muhitni muhofaza qilish uchun grafit izolyatsiyalash paneli ko'pincha grafit isitgichlar bilan birgalikda ishlatiladi.
Metall isitgichlar
Metall isitgichlar odatda past - va o'rta - haroratli ilovalarda qo'llaniladi. Ular elektr pechkalar, sochlarini fen mashinasi va isitish moslamalari kabi maishiy texnikada keng qo'llaniladi. Sanoat sharoitida metall isitgichlar harorat talabi 1000 darajadan past bo'lgan jarayonlarda, masalan, plastmassa kalıplama va oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlashda qo'llaniladi.
Xulosa
Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, grafitli isitgich va metall isitgich o'rtasidagi tanlov turli omillarga, jumladan, kerakli haroratga, isitish ko'rsatkichlariga, kimyoviy muhitga, mexanik talablarga va narxga bog'liq. Grafit isitgichlar yetkazib beruvchisi sifatida men har bir dasturning o'ziga xos ehtiyojlari borligini tushunaman. Agar siz yuqori - harorat, yuqori - samaradorlik va kimyoviy jihatdan chidamli isitish eritmasini qidirsangiz, grafitli isitgich eng yaxshi tanlov bo'lishi mumkin.
Agar siz bizning grafit isitgichlarimiz haqida ko'proq bilmoqchi bo'lsangiz yoki isitish uchun maxsus talablaringizni muhokama qilishni istasangiz, batafsil maslahat olish uchun biz bilan bog'laning. Biz sizning sanoat jarayonlaringiz uchun eng yaxshi isitish echimlarini taqdim etishga intilamiz.
Ma'lumotnomalar
"Grafit va metallarning issiqlik xossalari" - Materialshunoslik jurnali
"Isitish elementlarining elektr qarshiligi xususiyatlari" - Elektr muhandisligi sharhi
"Sanoat isitish ilovalari va isitgichni tanlash" - Sanoat isitish jurnali