حرارتی توسیع کی مماثلت - باقاعدہ درجہ حرارت 50 ڈگری کارٹریج ہیٹر پر ایک پوشیدہ تناؤ
A باقاعدہ درجہ حرارت 50 ڈگری کارتوس ہیٹرکمرے کے درجہ حرارت پر پیتل کے بلاک میں آرام سے نصب کیا جاتا ہے۔ اسمبلی کو 50 ڈگری تک گرم کیا جاتا ہے۔ کچھ بھی غلط نہیں لگتا۔ لیکن کئی سو تھرمل سائیکلوں کے بعد،کارتوس ہیٹرپھنس جاتا ہے، اور اسے ہٹانے کی کوششوں سے ہیٹر کو نقصان پہنچتا ہے۔ اس کی وجہ تھرمل توسیع کی مماثلت ہے - پیتل کا بلاک سٹینلیس سٹیل کی شیٹ سے زیادہ پھیلتا ہے۔کارتوس ہیٹرہیٹر کو مستقل طور پر کمپریس کرنا۔
گرم ہونے پر ہر مواد پھیلتا ہے۔ توسیع کی مقدار تھرمل توسیع کے گتانک (CTE) کے ذریعہ دی جاتی ہے۔ سٹینلیس سٹیل کے لیے (ایک کے لیے عام میان موادکارتوس ہیٹر)، CTE تقریباً 17 × 10⁻⁶ / ڈگری ہے۔ پیتل کے لیے، یہ تقریباً 19 × 10⁻⁶ / ڈگری ہے۔ ایلومینیم کے لیے، یہ تقریباً 23 × 10⁻⁶ / ڈگری ہے۔ جب ایکباقاعدہ درجہ حرارت 50 ڈگری کارتوس ہیٹراعلی-CTE مواد کے سوراخ میں نصب کیا جاتا ہے، درجہ حرارت بڑھنے پر ارد گرد کی دھات ہیٹر سے زیادہ پھیل جاتی ہے۔ کلیئرنس جو کمرے کے درجہ حرارت پر کامل تھا 50 ڈگری پر سخت ہو جاتا ہے۔ بار بار سائیکل چلانے سے سوراخ میان کو دبانے کا سبب بن سکتا ہے، جس کی وجہ سے خرابی، اندرونی شارٹ سرکٹ، یا دورہ پڑ سکتا ہے۔
اس کے برعکس، اگرکارتوس ہیٹرکم-CTE مواد جیسے Invar یا کچھ سیرامکس میں نصب کیا جاتا ہے، سوراخ ہیٹر سے کم پھیل سکتا ہے، درجہ حرارت پر کلیئرنس میں اضافہ اور حرارت کی منتقلی کو کم کر سکتا ہے۔ یہ مجبور کرتا ہے۔باقاعدہ درجہ حرارت 50 ڈگری کارتوس ہیٹرمعاوضہ کے لئے اندرونی طور پر زیادہ گرم چلانے کے لئے.
تو اس کا حل کیا ہے؟ سب سے پہلے، آپریٹنگ درجہ حرارت پر کلیئرنس کا حساب لگائیں. کے لیےکارتوس ہیٹرایلومینیم میں، سوراخ تقریباً 0.002 ملی میٹر فی 10 ڈگری فی 10 ملی میٹر قطر میں پھیلتا ہے۔ 50 ڈگری پر (20 ڈگری سے 30 ڈگری اضافہ)، ایلومینیم میں 10 ملی میٹر کا سوراخ تقریباً 0.007 ملی میٹر تک پھیلتا ہے۔ یہ بہت بڑا نہیں ہے، لیکن مینوفیکچرنگ رواداری کے ساتھ مل کر، یہ اہم ہو سکتا ہے۔ کے لیےباقاعدہ درجہ حرارت 50 ڈگری کارتوس ہیٹرایلومینیم میں، قدرے ڈھیلے کولڈ کلیئرنس (0.02‑0.05 کی بجائے 0.05-0.08 ملی میٹر) کو بغیر کسی دورے کے تھرمل توسیع کی اجازت دیتا ہے۔
بہت زیادہ CTE والے مواد میں تنصیبات کے لیے (جیسے پلاسٹک یا کچھ مرکبات)، ایک مختلف نقطہ نظر کی ضرورت ہو سکتی ہے۔ استعمال کرتے ہوئے aکارتوس ہیٹرتانبے کی میان کے ساتھ (CTE ~ 17 × 10⁻⁶ / ڈگری – سٹینلیس سٹیل کی طرح) مماثلت کو حل نہیں کرتا ہے۔ بہتر حل انسٹال کرنا ہے۔باقاعدہ درجہ حرارت 50 ڈگری کارتوس ہیٹراسٹیل یا سٹینلیس سٹیل کی جھاڑیوں میں جسے پھر اعلی-CTE مواد میں داخل کیا جاتا ہے۔ بشنگ ایک مستحکم تھرمل انٹرفیس فراہم کرتا ہے۔
ایک اور عملی غور کی لمبائی ہےکارتوس ہیٹر. ایک لمبا ہیٹر اپنی لمبائی کے ساتھ ایک چھوٹے سے زیادہ پھیلتا ہے۔ اگر a کے دونوں سرےباقاعدہ درجہ حرارت 50 ڈگری کارتوس ہیٹرسختی سے بندھے ہوئے ہیں، توسیع میان کو باندھ سکتی ہے۔ کے ایک سرے کی اجازت دیں۔کارتوس ہیٹرآزادانہ طور پر حرکت کرنے کے لیے - مثال کے طور پر، دونوں سروں پر سیٹ سکرو کا استعمال نہ کرکے - یا بلائنڈ ہول کے نچلے حصے میں ایک چھوٹا محوری کلیئرنس چھوڑ دیں۔
مختلف بنیادی مواد - کاسٹ آئرن، کانسی، ٹائٹینیم، یا انجنیئرڈ پولیمر - ہر ایک کی منفرد CTE اقدار ہیں۔ اےکارتوس ہیٹرجو مشین کے فریم یا پلیٹ کے مواد سے مناسب طریقے سے مماثل ہے ہزاروں چکروں میں مسلسل حرارت کی منتقلی کو برقرار رکھے گا۔ غیر مماثلت کی وجہ سے کلیئرنس میں تبدیلیاں، ناہموار حرارت، اور حتمی ناکامی ہوتی ہے۔ ایک پیشہ ور تھرمل ڈیزائن کا جائزہ درست توسیعی رویے کا حساب لگاتا ہے اور ہر مخصوص مرکب کے لیے بہترین کولڈ کلیئرنس اور میان مواد کی سفارش کرتا ہے۔باقاعدہ درجہ حرارت 50 ڈگری کارتوس ہیٹراور بڑھتے ہوئے بلاک مواد.
