Izbira vatne gostote za zanesljivo delovanje grelnika kartuš

Izbira vatne gostote za zanesljivo delovanje grelnika kartuš
Zgodnja okvara je pogosto posledica izbire grelnega elementa samo na podlagi skupne moči. Odvisno od tega, kako je moč porazdeljena po njegovi površini, lahko kartušni grelec z nazivno močjo nekaj sto vatov učinkovito deluje ali hitro izgori. Temperaturna razlika med žico notranjega upora in zunanjim plaščem je določena z gostoto v vatih, ki se izračuna tako, da se moč deli z ogrevano površino. Tudi če okoliška kovina ostane pri ustrezni temperaturi postopka, se žica preveč segreje, ko gostota preseže razpoložljivo zmogljivost toplotnega-odvoda.
V idealnih laboratorijskih nastavitvah lahko kartušni grelniki visoke-gostote s skoraj popolnimi priključki in prisilnim hlajenjem dosežejo 15–46 W/cm². Vendar pa se je pri segrevanju trdne-kovine kalupov, orodij in plošč previdnejši pas 5–7 W/cm² izkazal za zanesljivega pri rutinski industrijski uporabi. Kadar ima material nizko toplotno prevodnost (kot so nekatera nerjavna jekla) ali ko morajo dolgi grelniki delovati z malo prostora za razširitev, nižje gostote še bolj podaljšajo življenjsko dobo. Razen če ni prisilnega toka, aplikacije potopitve v zrak ali tekočino običajno zahtevajo veliko nižje gostote.
Gostoto v vatih je mogoče enostavno izračunati tako, da skupno količino vatov delimo s π, pomnoženim s premerom in z ogrevano dolžino. Hladni konci ne smejo biti vključeni v formulo; samo aktivno ogrevan del grelnika kartuše. Prileganje izvrtine postane ključno, ko je številka znana. Celo 0,1 mm zračna reža lahko znatno poveča napetost elementa s povišanjem temperature plašča za več deset stopinj. Dejanska obratovalna gostota se ohranja blizu izračunane vrednosti z povrtanimi luknjami z razmikom 0,02–0,05 mm.
Težave z gostoto še poslabšajo napetostne napake. 10-odstotna nad-napetost povzroči približno 21 % večjo moč in s tem večjo gostoto, ker se moč spreminja s kvadratom napetosti. Krmilniki z regulacijo SCR ali polprevodniškim-preklopom zmanjšajo nihanje temperature in zagotavljajo dodatno zaščito elementov. Hitro-pečenje-pri nizki moči pred polnim delovanjem odstrani vso preostalo vlago iz magnezijevega oksida in ponovno vzpostavi izolacijsko odpornost, čeprav je absorpcija vlage še vedno velika možnost.
Opazovanja na terenu večkrat dokazujejo, da grelniki kartuš, nameščeni v čiste povrtane izvrtine, zaščiteni pred kontaminacijo in delujejo v realnem območju gostote, trajajo bistveno dlje od tistih, ki so potisnjeni na teoretični maksimum. Različne ciljne gostote in s tem različne izbire premera ali dolžine so potrebne za različne procesne zahteve, kot je hitra obnovitev v tankih kalupih glede na-stacionarno temperaturo na velikih ploščah. Namesto samo maksimiranja moči, usklajevanje toplotne obremenitve z grelnikom kartuše primerne-velikosti povzroči enakomerno delovanje in predvidljive intervale vzdrževanja.