কিভাবে 316 স্টেইনলেস স্টীল শীথ প্রাচীর বেধ ফুটন্ত জল অ্যাপ্লিকেশনের জন্য নিমজ্জিত বৈদ্যুতিক নিমজ্জন উনান মধ্যে গুরুতর তাপ প্রবাহ এবং বার্নআউট ঝুঁকি প্রভাবিত করে?

ফুটন্ত জলের প্রয়োগের জন্য বৈদ্যুতিক নিমজ্জন হিটার বিকাশকারী প্রক্রিয়া প্রকৌশলীদের জন্য-- বৈদ্যুতিক কেটল, বাষ্প জেনারেটর এবং শিল্প বয়লার, উদাহরণস্বরূপ-- সমালোচনামূলক তাপ প্রবাহের ঘটনা হিটারের কার্যক্ষমতার একটি মূল সীমা। 316 স্টেইনলেস স্টীল খাপ থেকে আশেপাশের জলে তাপ প্রবাহ যখন একটি থ্রেশহোল্ড মান অতিক্রম করে তখন ফুটন্ত শাসন নিউক্লিয়েট ফুটন্ত থেকে ফিল্ম ফুটন্তে স্থানান্তরিত হয়। ফিল্ম ফুটন্ত অবস্থায়, বাষ্প খাপের পৃষ্ঠে একটি অবিচ্ছিন্ন স্তর গঠন করে এবং তাপ স্থানান্তর সহগ এমনভাবে তীব্রভাবে হ্রাস পায় যে খাপের তাপমাত্রা দ্রুত বৃদ্ধি পায়। বার্নআউট নামক এই ঘটনাটি সেকেন্ডে শেথের তাপমাত্রা শত শত ডিগ্রি বাড়াতে পারে, যার ফলে রেজিস্ট্যান্স তারের অক্সিডেশন, MgO ইনসুলেশনের ব্যর্থতা বা খাপ ফেটে যেতে পারে। 316 খাপের প্রাচীরের পুরুত্ব সমালোচনামূলক তাপ প্রবাহের মাত্রা এবং ফিল্ম ফুটন্ত শুরু হওয়ার পরে তাপীয় প্রতিক্রিয়া সময় নির্ধারণ করে। এই কাগজটি খাপের প্রাচীরের বেধ এবং বার্নআউট ঝুঁকির মধ্যে সম্পর্ক মূল্যায়ন করে এবং উচ্চ তাপ প্রবাহের অধীনে ফুটন্ত জল প্রয়োগের জন্য নির্বাচনের মানদণ্ড প্রদান করে।

316 এর শীথগুলিতে গুরুতর তাপ প্রবাহ এবং বার্নআউটের পদার্থবিজ্ঞান
পৃষ্ঠের নিউক্লিয়েশন সাইটগুলি (316 খাপ) এমন জায়গা যেখানে বাষ্পের বুদবুদ তৈরি হয়। বুদবুদগুলো আলাদা হয়ে যায় এবং তরলের মধ্য দিয়ে তাপকে দক্ষতার সাথে নিয়ে যায়। জলের নিউক্লিয়েট ফুটানোর জন্য তাপ স্থানান্তর সহগ হবে 5000 থেকে 50000 W/m2.K। এটি পৃষ্ঠের অবস্থা এবং তাপমাত্রার পার্থক্যের উপর নির্ভর করে। তাপ প্রবাহ বৃদ্ধির সাথে সাথে বুদবুদ উৎপাদনের ফ্রিকোয়েন্সি এবং ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়। গুরুতর তাপ প্রবাহে বাষ্পের বুদবুদগুলি একত্রিত হয়ে খাপের পৃষ্ঠে একটি অবিচ্ছিন্ন বাষ্প আবরণ তৈরি করে। বাষ্প আবরণের তাপ পরিবাহিতা তরল জলের তুলনায় প্রায় 20 গুণ কম, যা তাপ প্রতিরোধের যথেষ্ট বৃদ্ধি ঘটায়। একই তাপ প্রবাহের জন্য আবরণ পৃষ্ঠের তাপমাত্রা বৃদ্ধির প্রয়োজন হয়, কিন্তু বাষ্প ফিল্মের পুরুত্ব একইভাবে তাপমাত্রার সাথে বৃদ্ধি পায়, একটি স্বয়ং{12}}অন্তরক স্তর তৈরি করে। 100 ডিগ্রিতে স্যাচুরেটেড জলে 316 খাপের জন্য, গুরুতর তাপ প্রবাহ সাধারণত 1,000-1,500 kW/m² (100-150 W/cm²) হয়। এটি শিল্প নিমজ্জন হিটারের পরিচালন পরিসরের চেয়ে অনেক বেশি, যা 5-30 W/cm 2 এ চলে। তবে, ছোট হট স্পট, পৃষ্ঠের ফাউলিং বা প্রবাহের ব্যাঘাত স্থানীয় গুরুতর তাপ প্রবাহকে প্রায় 50-80 W/cm2 তে নামিয়ে আনতে পারে। 20 W/cm2 এ 50% হট স্পট ফ্যাক্টর হিটার স্থানীয় জটিল তাপ প্রবাহকে অতিক্রম করতে পারে। আবরণের একটি অংশে ফিল্ম ফুটতে শুরু করলে তাপমাত্রা খুব দ্রুত বৃদ্ধি পায় এবং বাষ্প ফিল্ম পুরো পৃষ্ঠকে আবৃত করতে পারে।

কিভাবে প্রাচীর বেধ বার্নআউট ফলাফল পরিবর্তন
যখন 316 শীথ ফিল্ম ফুটন্তে পৌঁছায়, তখন তাপ স্থানান্তর সহগ প্রায় 10,000 W/m2·K থেকে প্রায় 500 W/m2·K-এ নেমে আসে। 20 W/cm 2 (200 000 W/m 2 ) একটি ধ্রুবক ওয়াটের ঘনত্বের জন্য প্রয়োজনীয় আবরণ এবং জলের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য নিউক্লিয়েট ফুটন্তের জন্য 20 C থেকে ফিল্ম ফুটানোর জন্য 400 C পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়। এইভাবে আবরণ পৃষ্ঠের তাপমাত্রা 120 ডিগ্রি থেকে প্রায় 500 ডিগ্রি পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়। খাপের তাপীয় সময় ধ্রুবকের তুলনায় তাপমাত্রার এই বৃদ্ধি কার্যকরভাবে তাৎক্ষণিক। গুরুত্বপূর্ণ উদ্বেগ হল অপারেটর বা কন্ট্রোল সিস্টেম শর্তটি স্বীকৃতি দেওয়ার আগে এবং শক্তি হ্রাস করার আগে অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের তারের তাপমাত্রা তার অনুমতিযোগ্য স্তরে পৌঁছাবে - সাধারণত 800 ডিগ্রি? তারের তাপমাত্রা হল খাপের ভিতরের পৃষ্ঠের তাপমাত্রা এবং MgO নিরোধকের মাধ্যমে তাপমাত্রা হ্রাস এবং খাপের ভিতরের পৃষ্ঠের যেকোনো আন্তঃমুখী ফাঁক। 0.8-1.0 মিমি একটি পাতলা দেয়ালযুক্ত আবরণের জন্য, ফিল্ম ফুটানোর সময় তারের তাপমাত্রা 5-10 সেকেন্ডের মধ্যে 900-1,000 ডিগ্রিতে পৌঁছাতে পারে, যা দ্রুত অক্সিডেশন এবং ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করে। পুরু (2.0-2.5 মিমি) খাপের তাপ ভর প্রথম ফিল্ম ফুটন্ত ঘটনার সময় তাপ শোষণ করে, যার ফলে তারের তাপমাত্রা 20-40 সেকেন্ডের জন্য বৃদ্ধি পায়। এই বিলম্ব তাপমাত্রা সেন্সর বা থার্মাল কাটঅফকে প্রতিক্রিয়া জানাতে আরও সময় দেয়। কিন্তু মোটা খাপটিও বেশি তাপ ধরে রাখে, তাই একবার গরম হয়ে গেলে, বিদ্যুৎ সংযোগ বিচ্ছিন্ন হওয়ার পরে এটি ঠান্ডা হতে বেশি সময় নেয়। চূড়ান্ত ফলাফল হল যে মোটা প্রাচীরযুক্ত চাদরগুলি স্বল্পমেয়াদী ফিল্ম ফুটন্ত ভ্রমণের জন্য বেশি সহনশীল তবে ভ্রমণটি দীর্ঘমেয়াদী হলে আরও মারাত্মকভাবে ক্ষতিগ্রস্থ হয়।

সমালোচনামূলক তাপ প্রবাহ বৃদ্ধির জন্য পৃষ্ঠের পরিবর্তন
একটি 316 খাপের সমালোচনামূলক তাপ প্রবাহকে প্রভাবিত করার মূল কারণ হিসাবে পৃষ্ঠের মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং আর্দ্রতা 1.2 মিলিমিটারের কম পুরুত্বের শীথগুলির জন্য সাধারণ পৃষ্ঠের ফিনিস, সোয়াজিং পদ্ধতি ব্যবহার করে 0.4-0.8 মাইক্রন Ra। 1.8 মিলিমিটারের বেশি পুরু প্রাচীরযুক্ত চাদরের জন্য 1.0-2.0 মাইক্রন Ra এর ফিনিস সহ বিভিন্ন উত্পাদন পদ্ধতির কারণে পৃষ্ঠটি আরও রুক্ষ হতে পারে। রুক্ষ পৃষ্ঠ নিউক্লিয়েশন সাইট বৃদ্ধির কারণে 20-30% দ্বারা গুরুতর তাপ প্রবাহ বৃদ্ধি করতে পারে। ফুটন্ত শুল্কের ক্ষেত্রে, পুরু-প্রাচীরের চাদরগুলি এইভাবে একটি যুগল সুবিধা প্রদান করে, যথা, বার্নআউট থেকে ক্ষতিকে বিলম্বিত করার জন্য তাদের বেশি তাপীয় ভর থাকে এবং তাদের সাধারণত রুক্ষ পৃষ্ঠ বার্নআউটের থ্রেশহোল্ডকে বাড়িয়ে দেয়। নিচের সারণীটি ফুটন্ত জল পরিষেবায় 316টি খাপের জন্য প্রস্তাবিত প্রাচীরের বেধ দেয়, ওয়াট ঘনত্ব এবং জলের গুণমান পরিচালনা করে।

ওয়াট ঘনত্ব জলের গুণমান প্রস্তাবিত ন্যূনতম প্রাচীর বেধ 316 প্রস্তাবিত সর্বাধিক প্রাচীর বেধ 316 গুরুতর তাপ প্রবাহ মার্জিন বার্নআউট সুরক্ষা ব্যবস্থা
15 W/cm2 পর্যন্ত পরিষ্কার, কম কঠিন পদার্থ 0.8 মিমি 1.6 মিমি 5 – 8× পাতলা প্রাচীর ঠিক আছে; কম ঝুঁকি 15 - 25 W/cm² পরিষ্কার, কম কঠিন পদার্থ 1.2 মিমি 2.0 মিমি 3 - 5 × মাঝারি পুরুত্ব তাপ ভর দেয়
25 - 35 W/cm² পরিষ্কার, কম কঠিন পদার্থ 1.6 মিমি 2.5 মিমি 2 - 3× পুরু প্রাচীর বার্নআউট সহনশীলতার জন্য প্রয়োজন
3 – 5× পুরু প্রাচীর স্কেলের কারণে সৃষ্ট গরম এলাকা হার্ড ওয়াটার, স্কেলিং সম্ভাব্য 1.2 ​​মিমি 2.0 মিমি পর্যন্ত 15 ওয়াট/সেমি²
15 - 25 W/cm² শক্ত জল, স্কেলিং সম্ভাব্য 1.6 মিমি 2.5 মিমি 2 - 3 × পুরু প্রাচীর প্রয়োজন; পর্যায়ক্রমিক descaling প্রয়োজন
যেকোন ওয়াট ঘনত্ব ডি-খনিজ জল 1.0 মিমি 1.6 মিমি পরিবর্তনশীল ডি-খনিজ জলে কম গুরুতর তাপ প্রবাহ থাকে; উচ্চ ওয়াট ঘনত্ব এড়ান
316 স্টেইনলেস স্টিল সাধারণত ফুটন্ত জলে 25 W/cm² এর বেশি প্রয়োগের জন্য সুপারিশ করা হয় না, প্রাচীরের বেধ নির্বিশেষে। ক্রিটিক্যাল হিট ফ্লাক্সের মার্জিন খুব ছোট, এবং যেকোন ক্ষণস্থায়ী পরিস্থিতি যেমন জলের স্তর কমে যাওয়া, চাপের তারতম্য বা সারফেস ফাউলিং বার্নআউটকে ট্রিগার করতে পারে। এই ধরনের দৃষ্টান্তে, ইঞ্জিনিয়াররা ইনকোলয় 825 বা এমবেডেড থার্মোকল এবং সক্রিয় পাওয়ার রেগুলেশন সহ একটি চাদরযুক্ত হিটারের ব্যবহার তদন্ত করতে পারে।

পাতলা পাতলা-প্রাচীরের চাদরের পোড়া প্রতিরোধের জন্য ডিজাইন পদ্ধতি
ফুটন্ত জল পরিষেবায় সাধারণত দ্রুত তাপীয় প্রতিক্রিয়ার জন্য যখন একটি পাতলা-দেয়ালের 316 শেথ < 1.2 মিমি ব্যবহার করা প্রয়োজন তখন তিনটি নকশা সমাধান বার্নআউটের ঝুঁকি কমাতে পারে। খুব প্রথম এবং সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ হল একটি অপ্রয়োজনীয় তাপমাত্রা পরিমাপ ব্যবস্থা স্থাপন করা। ফিল্ম ফুটন্তের দ্রুত তাপমাত্রা বৃদ্ধি শীথ পৃষ্ঠে আটকানো থার্মোকল দ্বারা বা MgO-তে 1-2 সেকেন্ডের মধ্যে ঢোকানো রেজিস্ট্যান্স টেম্পারেচার ডিটেক্টর দ্বারা অনুধাবন করা যায়, তারের ক্ষতি হওয়ার আগে পাওয়ার কাটঅফকে ট্রিগার করে। দ্বিতীয় কৌশলটি হল একটি নির্দিষ্ট পাওয়ার লিমিটার দিয়ে চালানো যা ওয়াটের ঘনত্বকে জলের গুণমানের উপর ভিত্তি করে গণনা করা সমালোচনামূলক তাপ প্রবাহের 80% এর বেশি না হওয়া পর্যন্ত সীমাবদ্ধ করে। এটি নিষ্ক্রিয় জলের জন্য 40-50 ওয়াট/সেমি² পর্যন্ত অপারেশন সীমিত করতে পারে, যা এখনও উচ্চ কিন্তু কিছু বাফার দেয়। তৃতীয় কৌশল হল খাপ পৃষ্ঠে জল সঞ্চালন উন্নত করা। জোরপূর্বক পরিচলন ফুটানোর গুরুতর তাপ প্রবাহ পুল ফুটন্তের চেয়ে তিনগুণ বড় হতে পারে। একটি সার্কুলেশন পাম্প বা অ্যাজিটেটর ব্যবহার করে নিরাপদ অপারেটিং সীমা 100 W/cm 2 থেকে 300 W/cm 2-এ বাড়ানো যেতে পারে। যদি এই কৌশলগুলি নিযুক্ত না করা হয়, তবে ফুটন্ত জলের প্রয়োগে পুড়ে যাওয়া প্রতিরোধ করার জন্য একটি পুরু-প্রাচীরযুক্ত খাপ সবচেয়ে সহজ এবং সবচেয়ে নির্ভরযোগ্য পদ্ধতি। নিরাপত্তা এবং নির্ভরযোগ্যতার সুবিধার জন্য পুরু প্রাচীরের তাপ দক্ষতা জরিমানা গ্রহণযোগ্য।