PFA phab ntsa tuab (3 hli) tuaj yeem ua kom txias rau sab nrauv dua li phab ntsa nyias (1.5 hli) ntawm tib lub zog hluav taws xob tawm tswv yim (tib watt ntom ntom raws li thaj tsam ntawm qhov chaw) vim qhov kub qis hauv ib chav tsev ntim? Tos, watt density yog lub zog ib cheeb tsam ntawm cheeb tsam, yog li tib q (W / cm²) txhais tau tias tib lub tshav kub flux tawm ntawm sab nrauv. Rau cov phab ntsa tuab, qhov kub poob thoob plaws phab ntsa loj dua (ΔT=q × t / k). Yog li ntawd lub puab nto (hlau core) khiav kub dua, thiab cov txheej sab nrauv yuav tsum tau kub dua los tuav tib lub cua sov flux? Qhov tseeb, T_outer=T_fluid + q/h. Rau tib q thiab h, T_outer yog tib yam tsis hais ntawm phab ntsa thickness. Yog li yuav ua li cas lub phab ntsa tuab khiav txias? Cov lus teb yog nyob rau hauvkua- sab kub hloov coefficient h. Rau cov phab ntsa tuab, lub tshuab cua sov sab nrauv tuaj yeem ua tau zoo dua (kev tsim khoom sib txawv), los yog txoj kab uas hla loj tuaj yeem hloov cov qauv ntws, nce h. Tab sis feem ntau yog vim li castsis yog- sib faib fais fab tuag: yog tias lub chaw tsim hluav taws xob txo qis watt ceev hauv qhov tuab - phab ntsa tsim ( tib lub zog tag nrho, thaj chaw loj dua), ces q qis dua, thiab T_outer qis dua. Hauv kev xaus, rau tib q, T_outer yog tib yam. Yog tias phab ntsa tuab ua kom txias dua, nws yuav tsum muaj qis dua q (qhov loj dua qhov chaw rau tib lub zog) lossis zoo dua h.
Clarifying the Physics
Rau lub rhaub nrog tag nrho lub zog P, thaj tsam A, kub flux q=P/A. Qhov kub sab nraud T_outer=T_fluid + q / h. Phab ntsa thickness tsis tshwm sim hauv qhov sib npaug. Yog li ntawd, rau tib P, tib A, tib h, T_outer zoo tib yam tsis hais txog t.
Yog tias qhov tuab- lub tshuab cua sov phab ntsa muaj qhov loj dua (qhov ntev tib yam) lossis ntev dua (txoj kab uas hla), A nce, q qis, T_outer tee. Thick- cov cua sov phab ntsa feem ntau loj dua los them rau cov thermal kuj (kom cov hlau tseem ceeb kub nyob rau hauv txwv). Qhov loj dua ntawd txo q, yog li txias sab nrauv.
Kev sib piv ntawm tib lub zog (6 kW)
| Cua sov tsim | Txoj kab uas hla (mm) | Ntev (m) | Thaj tsam (m²) | q (W / cm²) | t (mm) | T_outer ntawm 80℃dej, h=1,000 | Hlau core temp |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nyias -wall standard | 25 | 1.2 | 0.094 | 6.4 | 1.5 | 80 + (64,000/1,000)=144 degree | 144 + (64,000 × 0.0015/0.20)=144+480=624℃(ua tsis tau, lub rhaub tsis ua haujlwm) |
| Nyias-phab ntsa, tiag tiag derated | 25 | 2.0 | 0.157 | 3.8 | 1.5 | 80 + 38=118 degree | 118 + (38,000 × 0.0075) =118+285=403℃(tseem siab dhau) |
| Thick{0}}phab ntsa, thaj tsam loj dua | 32 | 2.0 | 0.201 | 3.0 | 3.0 | 80 + 30=110 degree | 110 + (30,000 × 0.015) =110+450=560℃(tseem siab) |
Cov kev suav no qhia tau tias PFA cov cua sov tsis tuaj yeem ua haujlwm ntawm qhov siab watt. Rau kev ua haujlwm nyab xeeb, q yuav tsum tsawg dua lossis sib npaug li 1.5 W / cm² rau 1.5 hli phab ntsa, Tsawg dua lossis sib npaug rau 1.0 W / cm² rau 3 hli phab ntsa (kom khaws cov tub ntxhais kub<260°C). So a thick wall must have lower q to survive. That lower q makes the outer surface cooler.
Muaj kev nyab xeeb kev ua haujlwm tiag tiag
| Phab ntsa Thickness (mm) | Max Safe q (W / cm²) | Core Temp (degree) ntawm T_fluid=80℃, h=1,000 | T_outer (zeeg) | Sib txheeb Outer Temp |
|---|---|---|---|---|
| 1.5 | 1.2 | 80 + 1.2 × 10,000 × (0.0075+0.001) =80+102=182 degree | 80+12=92 degree | Lub hauv paus |
| 2.0 | 0.9 | 80 + 9,000 × (0.01+0.001) =80+99=179 degree | 80+9=89 degree | Txias los ntawm 3 degree |
| 2.5 | 0.7 | 80 + 7,000 × (0.0125+0.001) =80+94=174 degree | 80+7=87 degree | Cooler los ntawm 5 degree |
| 3.0 | 0.6 | 80 + 6,000 × (0.015+0.001) =80+96=176 degree | 80+6=86 degree | Cooler los ntawm 6 degree |
Ntawm cov kev txwv kev nyab xeeb, 3 hli phab ntsa khiav nrog qis q (0.6 W / cm²) dua li phab ntsa 1.5 hli (1.2 W / cm²). Qhov qis qis txo T_outer los ntawm 6℃(92℃vs . 86℃). Yog li ntawd cov phab ntsa tuab xav tias txias dua.
Piv txwv teb
Ib tsob nroj hloov 1.5 hli phab ntsa PFA rhaub (1.2 W / cm², T_outer=92 degree) nrog lub 3 hli phab ntsa rhaub (0.6 W / cm², T_outer=86℃). Lub tshuab cua sov thicker xav tau ob zaug ntawm thaj chaw saum npoo (ntev ntev) kom xa tau tib lub zog. Cov neeg ua haujlwm pom tias lub tshuab cua sov tshiab txias dua rau qhov kov (86℃vs . 92℃). Lub tshuab cua sov kuj tau sau cov nplai tsawg ( nplai precipitates sai dua ntawm qhov kub siab dua). Cov nroj tsuag xaus lus tias cov phab ntsa tuab khiav txias dua - vim tias lawv tau tsim los rau qis watt ntom.
Xaus: Cov phab ntsa tuab ua kom txias dua vim tias nws ua haujlwm ntawm cov cua sov qis dua
Lub tshuab cua sov PFA nrog phab ntsa tuab (3 hli) ua kom txias rau sab nrauv dua li nyias - phab ntsa chav tsev (1.5 hli) ntawm tib lub zog hluav taws xob vim tias qhov tuab - phab ntsa tsim yuav tsum ua haujlwm ntawm qis dua watt ceev kom cov hlau tseem ceeb kub nyob rau hauv qhov txwv tsis pub muaj kev nyab xeeb. Qhov siab tshaj plaws kev nyab xeeb kub flux rau 3 hli phab ntsa yog 0.5–0.6 W / cm², thaum lub 1.5 hli phab ntsa yuav lis 1.0–1.2 W / cm². Qhov qis kub flux txo qhov kub ntawm sab nrauv los ntawm 5-10 degree. Cov phab ntsa tuab tsis yog qhov zoo dua cov neeg xyuas pib; lawv raug yuam kom khiav ntawm qis zog ceev, uas ua rau lawv txias dua. Rau tib thaj chaw saum npoo thiab tib q, phab ntsa tuab yuav khiav kub dua (siab dua ΔT). Tab sis nyob rau hauv kev xyaum, tuab- cov cua sov phab ntsa yog tsim los nrog thaj tsam loj dua los them. Yog li ntawd, cov phab ntsa tuab khiav txias dua - tab sis tsuas yog vim lawv loj dua. Qhov loj me tseem ceeb. Yog tias koj xav tau qhov txias sab nraud, siv lub tshuab rhaub loj (qis dua). Phab ntsa thickness yog theem nrab. Lub tshav kub flux yog thawj. Txo q, txo T_outer. tuab lossis nyias, qhov kub sab nraud nyob ntawm q, tsis yog t. Tab sis tuab rog qis q. Yog li ntawd tuab yeej. Nkag siab txog physics, tsim raws li. Koj cov ntiv tes yuav ua tsaug rau koj - qhov txias sab nraud yog qhov nyab xeeb kov. Tab sis tsis txhob kov lub cua sov nyob. Tseem kub, tsuas kub tsawg. hwm qhov kub.
