Грејна плоча усред ужурбаног фабричког простора је непрекидно изложена невидљивим струјама ваздуха које стварају отворена врата, вентилатори изнад главе, особље које се креће и виљушкари у пролазу. Ови наизглед благи поветарци су често превише суптилни да би се директно приметили, али су у стању да уклоне довољно топлотне енергије са изложених површина да створе упорне хладне зоне, посебно дуж ивица плоче, што доводи до неравномерног загревања и неисправних резултата производа.
Разумевање утицајауједначеност температуре промаје ваздуха отворене плочепонашање је од суштинског значаја за одржавање конзистентних топлотних перформанси у отвореним, незатвореним{0}}системима грејања.
Механизми губитка топлоте у отвореној плочи
Природна конвекција и зрачење
Отворена грејна плоча губи топлоту првенствено кроз:
Природна конвекција у околни ваздух
Радијативна размена топлоте са оближњим површинама
Конвективни губици{0}}повећани на ивици
У условима мирног ваздуха, изнад површине плоче се формира релативно стабилан термички гранични слој. Овај танак слој топлог ваздуха делује као изолациони тампон, успоравајући даљи губитак топлоте.
Међутим, овај слој је веома осетљив на поремећаје.
Утицај промаје амбијенталног ваздуха
Слом термичког граничног слоја
Када кретање ваздуха пролази преко површине плоче, изолациони гранични слој се уклања.
Поветарац је крадљивац прецизности у термичким системима, непрекидно уклањајући стабилан ваздушни филм који одржава уједначеност температуре.
као резултат:
Конвективни пренос топлоте се нагло повећава
Локалне стопе хлађења значајно расту
Температура површине постаје не{0}}уједначена
Рубни региони се хладе брже од центра
Чак и релативно мале брзине ваздуха могу имати мерљив ефекат.
При брзини ваздуха од приближно:
в≈1 м/св \\приближно 1\\ \\матхрм{м/с}в≈1 м/с
може доћи до приметног смањења температуре површине ивице услед интензивирања конвективног губитка топлоте.
Зашто је хлађење ивица горе
Појачавање геометријског губитка топлоте
Рубови плоче природно губе више топлоте него централни региони због повећане изложености околном ваздуху са више страна.
Када се комбинује са протоком ваздуха, овај ефекат постаје израженији јер:
Проток ваздуха директно удара у ивице
Формирање граничног слоја се лакше поремети
Путеви проводљивости топлоте су краћи на ивицама
Локална турбуленција повећава коефицијенте преноса топлоте
Резултат је проширена "хладна маргина" око периметра плоче.
Повећање конвективног преноса топлоте
Ефекат брзине ваздуха
Конвективни пренос топлоте у великој мери зависи од брзине ваздуха.
Како се проток ваздуха повећава:
Коефицијент конвективног преноса топлоте расте
Термички гранични слојеви постају тањи
Брзина уклањања топлоте се брзо повећава
Овај однос објашњава зашто чак и мала промаја може значајно утицати на стабилност површинске температуре у отвореним системима грејања.
Утицај на квалитет процеса
Не-Последице неједнаког загревања
Варијације температуре на површини плоче могу довести до:
Неравномерно очвршћавање материјала
Недоследна снага везивања
Варијације у димензијама термички осетљивих материјала
Повећане стопе отпада
Нестабилност процеса
У прецизним термичким апликацијама, чак и мала температурна одступања на ивицама могу се проширити на значајне проблеме квалитета низводно.
Једноставне стратегије ублажавања
Пасивна решења за заштиту
Једно од најефикаснијих решења је такође једно од најједноставнијих: контрола протока ваздуха око плоче.
Уобичајени приступи укључују:
Бочни штитници{0}}од лима
Преклопљене пластичне завесе
Делимична кућишта
Цилиндричне баријере против промаје
Једноставан цилиндрични штитник против промаје може смањити конвективне губитке:
