Dvojno{0}}navit grelni element-dva neodvisna uporovna vezja, ki sta vzporedno navita vzdolž iste dolžine grelnika-lahko zagotovita 50 % moči, ko eno vezje odpove. Toda ali se to zgodi brez lokalnih vročih točk, je v celoti odvisno od vzorca navijanja. Če sta oba tokokroga enakomerno prepletena (izmenična zavoja), pusti okvara enega tokokroga vsak drugi zavoj aktiven, kar ustvarja periodični vroč-hladni vzorec: površinska temperatura PFA se po dolžini spreminja za ±15–30 stopinj, z vročimi točkami pri aktivnih zavojih in hladnimi točkami pri okvarjenih zavojih. To neenakomerno segrevanje povzroča toplotno obremenitev in lokalno odlaganje vodnega kamna. Če sta oba tokokroga navita kot ločeni coni (krogo A na spodnji polovici, krog B na zgornji polovici), okvara enega tokokroga pusti polovico grelnika hladno-nesprejemljivo za enakomerno temperaturo. Optimalna zasnova za-enotnost načina odpovedi je grelnik z dvojno-navojem z obema vezjema, ki sta enakomerno porazdeljena, vendar z redundanco na povezavi: vsako vezje napaja polovico ovojev, vendar so ovoji seznanjeni, tako da so aktivni in neaktivni ovoji sosednji, ne izmenjujoči. Tudi takrat ostane nihanje 5–10 stopinj. Za kritične aplikacije, ki zahtevajo resnično redundanco brez vročih točk, uporabite dva ločena eno-grelnika tokokroga (glejte člen #36). Dvojna-rana je kompromis.
Porazdelitev temperature po izpadu enega tokokroga
| Vzorec navijanja | Turn Distribution | Različica po odpovedi enega kroga | Hot Spot ΔT v primerjavi s pred napako | Sprejemljivo za proces? |
|---|---|---|---|---|
| Izmenično (A,B,A,B…) | Prepleteni, po 50 % | ±15–30 stopinj po dolžini | +20–40 stopinj pri aktivnih obratih | Mejno (tveganje obsega) |
| Seznanjeni (AA,BB,AA,BB…) | Dva aktivna obrata skupaj, nato dva neaktivna | ±10–20 stopinj | +10–25 stopinj | Sprejemljivo za nizko občutljivost |
| Cona (spodaj A, zgoraj B) | A na spodnji polovici, B na zgornji | 0 stopinj na okvarjeni polovici, normalno na drugi strani | N/A (hladna cona) | Nesprejemljivo |
| Porazdeljeno s toplotnim izenačevalnikom (bakreni tulec) | Izmenično + bakreni tulec | ±5–10 stopinj | +5–15 stopinj | Dobro |
| Dva ločena grelca | Samostojne enote | 0 stopinj (en grelec izklopljen) | 0 stopinj (drugi grelec kompenzira) | Najboljši (glej člen št. 85) |
Toplotno slikanje okvarjenega dvojnega-grelnika ran
6 kW dvo{1}}navit grelnik (izmenično obračanje, vsak krog 3 kW), ki deluje pri 3 kW po okvari enega tokokroga, kaže:
Aktivni obrati: površinska temperatura 120 stopinj (v vodi 80 stopinj)
Neaktivni obrati: površinska temperatura 85 stopinj (enako kot tekočina)
Periodičnost: 5–10 mm med vročimi in hladnimi trakovi
Vroči trakovi so široki le 3–4 mm.
V vodi,{0}}ki tvori vodni kamen, postanejo vroči pasovi beli, medtem ko hladni trakovi ostanejo čisti. Vodni kamen pospeši lokalno pregrevanje, zaradi česar aktivni zavoji prej odpovejo. V praksi grelnik, ki deluje z okvarjenim enim tokokrogom, redko zdrži več kot nekaj mesecev, preden odpove preostali tokokrog zaradi lokalnega pregrevanja.
Porazdelitev moči in obremenitev preostalega tokokroga
Ko en tokokrog odpove (odprt tokokrog), mora preostali tokokrog nositi polno napetost (če je vzporedno ožičen). Njegova moč je P=V²/R. Če imata oba tokokroga enak upor R, skupna moč pred odpovedjo=2 × V²/R=2P_vezje. Po okvari napajajte=V²/R=P_circuit=50% prvotne skupne vrednosti. To je pravilno. Vendar preostalo vezje zdaj deluje pri enaki vatni gostoti kot prej (enaka napetost, enak upor, enaka toplota na obrat), vendar s polovico manj aktivnih ovojev. Aktivni zavoji ne opazijo sprememb v proizvodnji toplote. Toda toploto, ki bi zdaj šla na neuspele zavoje, morajo odvajati aktivni zavoji? Ne – neuspeli zavoji so preprosto izklopljeni. Aktivni zavoji proizvajajo enako toploto kot prej, vendar ni toplote iz neuspelih zavojev. Skupna toplotna moč se prepolovi. Aktivni obrati se lokalno ne pregrevajo zaradi presežne moči. Vendar se lahko temperatura aktivnih zavojev nekoliko dvigne, ker sosednji hladni zavoji ne prispevajo več k segrevanju tekočine vmes. Toplotni tok iz aktivnih zavojev se širi bočno, toda z manj toplote od sosedov se temperatura aktivnega zavoja poveča za 5–15 stopinj. To je lokalna vroča točka.
Praktična ocena za vaš proces
| Zahteva postopka | Sprejemljivo nihanje temperature po okvari | Dvojna-rana je primerna? | Boljša rešitev |
|---|---|---|---|
| ±1 stopinja (polprevodniški, farmacevtski) | št | št | Dva ločena grelca + rezervni |
| ±3 stopinje (natančna kemikalija) | št | št | Dva ločena grelca |
| ±5 stopinj (splošno industrijsko) | Obrobni | Po možnosti (z bakrenim tulcem) | Dva ločena grelca |
| ±10 stopinj (galvanizacija, pranje) | ja | Da (izmenično, z rokavom) | Sprejemljivo |
| Brez nadzora temperature (samo delovni cikel) | ja | Da (poljubni vzorec) | Sprejemljivo |
Primer polja
Linija za prevleko je uporabljala dvojno navite PFA grelnike (izmenično obračanje), da je zagotovila 50-odstotno redundanco energije. Ko je en tokokrog odpovedal, je grelec nadaljeval z delovanjem s 50% moči. Vendar pa so vroči pasovi (15 stopinj nad povprečjem) povzročili bele obročke na aktivnih obratih. Obroči z lestvico so poslabšali prenos toplote, preostali tokokrog pa je odpovedal po 3 mesecih. Obrat je prešel na dva ločena 3 kW grelnika namesto enega 6 kW dvojnega-navoja. Po odpovedi enega grelnika je temperatura kopeli padla na 85 stopinj z 90 stopinj, vendar je kakovost prevleke ostala sprejemljiva. Okvarjeni grelnik je bil zamenjan med načrtovanim vzdrževanjem. Ni prišlo do temperaturnih pasov. Obrat je ugotovil, da dva ločena grelnika zagotavljata resnično redundanco brez vročih točk.
Zaključek: Dual{0}}Wound zagotavlja 50 % moči, vendar ustvarja vroče točke
Grelnik z dvojno navitjem PFA z dvema vzporednima vezjema lahko zagotovi 50 % moči po izpadu enega vezja. Vendar pa preostali aktivni zavoji ustvarjajo občasne vroče pasove (variacija ±15–30 stopinj), razen če je dodan toplotni izenačevalnik (bakreni tulec). Ta neenakomerna temperatura povzroči lokalno skalo, toplotno obremenitev in morebitno odpoved preostalega tokokroga. Za postopke, ki dopuščajo variacije ±10 stopinj, je lahko sprejemljivo dvojno-navijanje. Za natančen nadzor temperature uporabite dva ločena{10}}enokrožna grelnika. Dvojno{12}}navijanje je kompromis-za prihranek prostora in ne prava rešitev za odvečnost. Če je čas delovanja kritičen, porabite dodaten prostor za dva grelnika. Vaš proces bo bolj enoten, vaše vzdrževanje pa enostavnejše. Vroči bendi niso neškodljivi. Luščijo, razpokajo, propadejo. Izognite se jim z ločenimi grelci.
