Thermal Cycling and Service Life Projections for Cryogenic Cartridge Heaters
Tus txheej txheem cartridge rhaub tau ntsuas rau 1000 watts ntawm lub zog txuas ntxiv tuaj yeem ua tsis tiav tom qab tsuas yog 5,000 lub voj voog thermal, txawm tias qhov ntsuas hluav taws xob tas mus li qhia tau ntau xyoo ntawm kev pabcuam txhim khu kev qha. Qhov tsis sib xws ntawm qhov ruaj khov- lub xeev kev ntaus nqi thiab kev ua haujlwm cyclic catches ntau pab pawg saib xyuas los ntawm kev xav tsis thoob. Qhov tseeb yog tias qhov kub hloov pauv tau ua rau muaj kev puas tsuaj rau cov cua sov ntau dua li khov kho- lub xeev ua haujlwm ntawm qhov kub thiab txias.
Cov ntawv thov Cryogenic ib txwm koom nrog kev caij tsheb kauj vab uas muaj cua sov ntau vim tias cov tshuab hloov pauv ntawm cov kev ua haujlwm thiab kev ua haujlwm standby, lossis vim tias cov khoom cua sov tig rau thiab tawm kom tswj tau. Nyob rau hauv cov kev hloov pauv no, lub tshuab cua sov tsim tshwj xeeb tsim los rau kev ua haujlwm thermal cycling feem ntau kav ntev dua 10 npaug ntawm cov qauv qauv. Qhov sib txawv los ntawm cov khoom siv coj los ua raws li kev ntxhov siab nyob rau hauv qhov sib piv tsis tu ncua - xeev xwm txheej.
Rov ua cua sov thiab cua txias ua rau muaj kev ntxhov siab uas pib tawg me me thiab nthuav tawm mus txog thaum tsis ua tiav. Standard cartridge rhaub cov ntaub ntawv thiab cov txheej txheem tsim ua kom txaus rau khov kho- lub xeev kev ua haujlwm ntawm qhov kub nruab nrab tab sis tsis tuaj yeem tswj cov kev ntxhov siab uas cuam tshuam nrog huab cua kub hloov pauv. Cryogenic- cov qauv ntsuas ntsuas qhov tseem ceeb ntawm kev qaug zog tiv thaiv los ntawm kev xaiv cov khoom siv ceev faj thiab kev tsim vaj tsev uas haum rau qhov hloov pauv.
Cov qauv kev txhawb nqa sab hauv rau cov khoom tiv thaiv muaj kev cuam tshuam loj heev rau kev caij tsheb kauj vab uas tseem tsis pom los ntawm sab nraud. Cov txheej txheem coil winding yuav tsum ua kom haum raws li qhov loj me ntawm qhov hloov pauv yam tsis muaj kev ntxhov siab ntau dhau ntawm cov xaim hlau lossis tsim cov pob kub los ntawm deformation. Cov ntaub ntawv txhawb nqa yuav tsum muaj kev tswj xyuas kev ncaj ncees thaum tso cai rau kev txav mus los thaum lub sijhawm thermal transients. Cov yam ntxwv ntawm kev tsim kho sab hauv no tsis tshwm sim hauv cov khoom tiav, tab sis lawv txiav txim siab seb lub rhaub dej puas ua tau zoo hauv thaj chaw.
Kev tswj cov thermal gradient hauv lub tshuab cua sov ua rau muaj kev cuam tshuam kev ntxhov siab thiab kev ua haujlwm tsis zoo. Thaum cua sov lossis cua txias tshwm sim sai, qhov sib txawv ntawm qhov kub thiab txias ntawm lub tshuab cua sov thiab cov khoom siv sab hauv tuaj yeem ua tau ntau yam, tshwj xeeb tshaj yog nyob rau hauv cov qauv siv hluav taws xob siab. Txo qhov hnyav ntawm cov gradients los ntawm cov qauv cua sov faib, optimized thermal loj faib, thiab kev tswj fais fab daim ntawv thov ua rau tsis tshua muaj kev ntxhov siab thiab lub neej voj voog ntev ua ntej qaug zog tsis ua hauj lwm.
Kev sib txuas taw tes tsim paub tias cyclic stresses concentrate ntawm hluav taws xob tiv tauj. Qhov sib txawv ntawm qhov sib txawv ntawm qhov sib txawv ntawm cov khoom siv sab hauv thiab cov khoom siv sib txuas sab nraud cuam tshuam rau kev txiav txim siab loj tshaj plaws. Cov qauv kev sib txuas yooj yim, cov yam ntxwv txo kev ntxhov siab, thiab cov khoom siv ceev faj sib txuam ntawm cov khoom sib txuas kom txo tau qhov kev ua tsis tiav uas feem ntau tswj hwm kev ntseeg tau ntawm thaj chaw.
Cov tshuab foob hauv cov kev pabcuam cryogenic ntsib qee qhov nyuaj tshaj plaws kev caij tsheb kauj vab. Hermetic seals yuav tsum nyob twj ywm tag nrho los ntawm kev hloov pauv loj thaum tiv thaiv kev ya raws uas yuav ua rau hluav taws xob tam sim ntawd. Iav-rau-cov ntsaws ruaj ruaj hlau thiab tshwj xeeb tsim cov tshuab compression ua tau zoo dua nyob rau hauv kev caij tsheb kauj vab ntau dua li cov ntsaws ruaj ruaj ruaj khov. Hauv daim ntawv thov cua sov cryogenic, foob tsim feem ntau dhau los ua qhov tseem ceeb tshaj plaws uas txwv lub neej ntawm lub rhaub.
Cov ntaub ntawv kev ntseeg tau ntawm thaj chaw muab qhov tseeb - lub ntiaj teb kev xav txog qhov yuav xav tau. Kho kom raug cov khoom siv hluav taws xob cryogenic tuaj yeem siv tau 2 txog 5 xyoos hauv cov dej ua kua nitrogen tas li. Zoo-tsim cua sov cryogenic hauv cov kev pabcuam nruab nrab tuaj yeem ua tiav 100,000 teev-kwv yees li 11 xyoo- yam tsis ua haujlwm. Hermetically kaw cov cua sov ua kom muaj kev tiv thaiv kev tiv thaiv siab tshaj 1000 MΩ tom qab xyoo kev pabcuam, piv rau tsuas yog 10-100 MΩ rau cov txheej txheem kaw cov cua sov hauv cov xwm txheej zoo sib xws. Cov lej no qhia tau hais tias kev tsim vaj tsev tsim nyog tau them nyiaj ntau heev hauv kev pabcuam lub neej ntev.
Daim ntawv thov tsis cuam tshuam cuam tshuam rau cycling hnyav hauv kev teeb tsa tiag tiag. Qhov zaus thiab qhov loj ntawm qhov kub hloov pauv yog nyob ntawm qhov kev txiav txim siab tsim qauv nrog rau cov tswv yim tswj, thermal mass tis, rwb thaiv tsev zoo, thiab cov txheej txheem dynamics. Kev nkag siab txog cov yam ntxwv ntawm daim ntawv thov no pab tsim kom tsim nyog rau kev caij tsheb kauj vab tsis zoo thiab qee zaum ua rau muaj kev hloov kho uas txo cov kev ntxhov siab thermal ntawm lub cev.
Kev soj ntsuam cov txheej txheem uas ua kom muaj txiaj ntsig kev ua haujlwm ntawm kev caij tsheb kauj vab yuav tsum nruj thiab muaj tseeb. Cov tuam txhab muaj koob npe tau txais cov cua sov ua kom sov kom ceev cov kev sim caij tsheb kauj vab uas simulate cov xwm txheej hauv thaj chaw tiag tiag - qhov kub thiab txias, kev hloov pauv, thiab tuav lub sijhawm. Cov ntaub ntawv xeem muab cov engineers nrog cov ntaub ntawv xav tau los ua kev kwv yees txog kev pabcuam lub neej raws li kev ua haujlwm tshwj xeeb.
Rau cov chaw cia siab rau cov tshuab cua sov cryogenic [cartridge rhaub], rooj plaub kev lag luam rau kev caij tsheb kauj vab tshwj xeeb -cov qauv tiv thaiv yuav ua kom yuam kev. Lub sij hawm txheem-raws li lub sijhawm hloov pauv ua pov thawj kev lag luam tsis muaj txiaj ntsig rau cov cua sov cryogenic. Cov chav nyob ua haujlwm tsis tu ncua nrog kev caij tsheb kauj vab tsawg tsawg tuaj yeem tswj tau qhov kev tiv thaiv kev tiv thaiv rau xyoo dhau los ntawm lub sijhawm hloov pauv nominal, thaum cov chav nyob hauv cov huab cua ntub yuav degrade hauv lub hlis. Kev saib xyuas qhov xwm txheej raws li kev ua tau zoo tiag tiag muab txoj hauv kev muaj txiaj ntsig ntau dua rau kev npaj kho.
