Mae'r rhan fwyaf o blatennau gwresogi wedi'u cynllunio i gyflawni greal sanctaidd tymheredd hollol unffurf. Ond mae proses arbenigol, megis crisialu polymer dan reolaeth neu iachâd gludiog graddedig, yn gofyn am y gwrthwyneb: gwahaniaeth tymheredd bwriadol, llyfn ac ailadroddadwy o un ymyl y rhan i'r llall. Mae platen parth sengl safonol yn sylfaenol yn methu â gwneud hyn. Gellir gorchymyn platen aml-barth, gyda'i ranbarthau gwresogi a reolir yn annibynnol, i greu llethr thermol manwl gywir, rhaglenadwy, gan droi plât gwastad yn wresogydd graddiant. Dewis aplaten gwresogi graddiant tymheredd rheoledigyn cynnwys deall dyluniad parth, ynysu thermol, a phriodweddau materol.
Dyluniad Platen Graddiant Aml-barth
Rhannu'r Platen yn Barthau Annibynol yn Thermol
Rhennir y platen yn barthau lluosog, annibynnol yn thermol, pob un â'i thermocwl wedi'i fewnosod a dolen reoli PID ei hun. Mae cyfluniadau nodweddiadol yn cynnwys tri, pump, neu hyd yn oed saith parth wedi'u trefnu'n llinol ar draws lled neu hyd y platen. Mae'r parthau wedi'u gwahanu gan doriad thermol cul-fel bwlch aer tenau, slot wedi'i beiriannu, neu ddeunydd dargludedd isel fel mewnosodiad ceramig-i leihau dargludiad gwres ochrol rhwng parthau cyfagos. Heb y toriadau thermol hyn, byddai gwres yn llifo i'r ochr ac yn cydraddoli'r tymheredd yn gyflym, gan drechu'r graddiant.
Rhaglennu'r Llethr Thermol
Er mwyn creu graddiant thermol llinol, mae'r rheolydd wedi'i raglennu gyda chyfres o bwyntiau gosod cynyddol o un ymyl i'r llall. Er enghraifft, Parth 1 ar 100 gradd, Parth 2 ar 120 gradd, a Pharth 3 ar 140 gradd. Mae'r dolenni PID ym mhob parth yn ymladd yn erbyn dargludiad thermol naturiol y deunydd platen i ddal y proffil grisiog hwn. Y canlyniad yw graddiant cyflwr cyson rheoledig ar draws yr arwyneb platen. Rhaid i'r fanyleb ddiffinio'r llethr gofynnol (ee, 2 radd /cm) a chywirdeb y graddiant (ee, ±1 gradd o'r pwynt gosod ym mhob pwynt mesur). Mae'r platen yn dod yn fap cyfuchlin thermol, yn dirwedd boeth, fflat gyda llethr bwriadol, peirianyddol.
Dewis y Deunydd Platen a'r Adeiladwaith
Dargludedd Thermol Isel ar gyfer Cynnal a Chadw Graddiant Haws
Mae'r deunydd platen fel arfer yn un gyda dargludedd thermol cymharol isel i wneud y graddiant yn haws i'w gynnal. Mae dur gwrthstaen (graddau 304 neu 316, dargludedd thermol ~15 W/m·K) yn ddewis cyffredin. Byddai deunyddiau dargludedd uwch fel alwminiwm (~ 200 W/m·K) angen bylchau parth llawer culach a gwresogi ymyl mwy ymosodol i gynnal graddiant, gan eu gwneud yn anymarferol ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau. Ar gyfer graddiannau manwl iawn, gellir nodi dur offer neu aloi sy'n seiliedig ar nicel.
Cynllun Parth a Gwyliau Thermol
Mae lled y toriad thermol (y bwlch neu'r rhwystr inswleiddio rhwng parthau) yn baramedr dylunio hanfodol. Mae toriad sy'n rhy gul yn caniatáu gollyngiadau gwres gormodol, gan fflatio'r graddiant. Mae toriad sy'n rhy eang yn creu man oer rhwng parthau. Mae dyluniadau wedi'u optimeiddio yn defnyddio dadansoddiad elfennau meidraidd (FEA) i bennu lled a dyfnder yr egwyl delfrydol, fel arfer 1–3 mm ar gyfer slotiau wedi'u peiriannu mewn dur gwrthstaen, neu fylchau aer 0.5 mm gyda bylchau seramig.
Cywirdeb Technegol: Goresgyn Colledion Ymylon a Sicrhau Graddiannau Llyfn
Pŵer Parth Ymyl Digonol
Rhaid i'r pŵer i'r parthau ymyl fod yn ddigonol i oresgyn y golled gwres uwch ar ymylon y platen. Mae'r parthau allanol yn colli gwres i'r aer amgylchynol ac i unrhyw gynheiliaid strwythurol, tra bod y parth canol wedi'i amgylchynu gan barthau gwresogi eraill. Felly, mae'r elfennau gwresogi ymyl fel arfer wedi'u pennu gyda dwysedd wat 30-50% yn uwch na'r parthau canol. Mae hyn yn sicrhau y gall y parthau ymyl gyrraedd a chynnal eu man gosod heb gael eu tynnu i lawr gan golli gwres.
FEA Thermol ar gyfer Graddiannau Llyfn
Rhaid i'r parthau gael eu dylunio'n ofalus gan ddefnyddio FEA thermol i sicrhau bod y graddiant yn llyfn, nid yn grisiog. Byddai proffil pwynt gosod grisiog syml (ee, 100 gradd , 120 gradd , 140 gradd ) yn cynhyrchu dosbarthiad tymheredd cam grisiau pe bai'r parthau wedi'u hynysu'n berffaith. Fodd bynnag, mae'r dargludiad ochrol naturiol ar draws y toriadau thermol yn llyfnhau'r grisiau i mewn i lethr di-dor. Mae FEA yn rhagfynegi'r proffil tymheredd arwyneb gwirioneddol ac yn caniatáu i'r pwyntiau gosod rheoli gael eu tiwnio (ee, 105 gradd , 120 gradd , 135 gradd ) i gyflawni graddiant hollol llinol. Heb FEA, mae angen tiwnio treial a gwall arbrofol.
Nifer y Parthau a Datrysiad Graddiant
Mae nifer y parthau yn pennu'r cydraniad graddiant cyraeddadwy. Gall platen tri pharth gynhyrchu llethr llinellol syml. Mae platen pum parth neu saith parth yn caniatáu proffiliau mwy cymhleth, megis cromlin (ee, graddiant parabolig) neu ranbarth canolog gwastad gydag ymylon serth. Ar gyfer y rhan fwyaf o brosesau diwydiannol, mae tri i bum parth yn ddigonol. Mae pob parth ychwanegol yn cynyddu cymhlethdod a chost y rheolydd.
Meini Prawf Dethol Ymarferol
Wrth nodi platen gwresogi graddiant, rhaid diffinio'r paramedrau canlynol:
Math graddiant: siâp llinellol, parabolig, neu arferiad.
Maint graddiant: Gwahaniaeth tymheredd fesul pellter uned (ee, 5 gradd dros 100 mm).
Amrediad tymheredd absoliwt: Tymheredd isaf ac uchaf ar draws y platen.
Sefydlogrwydd graddiant: Drifft a ganiateir dros amser (ee, ±0.5 gradd ar unrhyw adeg yn ystod daliad 1 awr).
Maint platen a chymhareb agwedd: Mae platens mwy yn gofyn am fwy o barthau.
Amgylchedd proses: Aer agored, gwactod, neu nwy anadweithiol (yn effeithio ar golli gwres ymyl).
Manyleb Enghreifftiol
Gallai gofyniad nodweddiadol ddarllen: "Platten dur di-staen, 300 mm × 300 mm, gyda phum parth wedi'u rheoli'n annibynnol wedi'u trefnu'n llinol. Pwyntiau gosod parth: 100, 120, 140, 120, 100 gradd i greu graddiant cymesur yn cyrraedd uchafbwynt yn y canol. Pŵer parth ymyl uchaf: 5100 W : goddefgarwch graddoliad ± yr un. pwyntiau gosod, wedi'u mesur ar yr wyneb o dan amodau cyflwr cyson."
Casgliad: Celfyddyd Anghydffurfiaeth Beirianyddol
Mae platen gwresogi graddiant yn offeryn thermol soffistigedig, aml-barth-offeryn sy'n creu llethr thermol bwriadol wedi'i reoli ar gyfer y tasgau prosesu deunydd mwyaf heriol a phenodol. Trwy rannu'r platen yn barthau a reolir yn annibynnol wedi'u gwahanu gan seibiannau thermol, gan ddefnyddio deunydd dargludedd isel fel dur di-staen, a gwneud iawn am golli gwres ymyl, gellir cyflawni graddiant tymheredd manwl gywir ac ailadroddadwy. Weithiau mae'r gweithgynhyrchu mwyaf datblygedig yn gofyn am wres cwbl anffurf, ac mae platen graddiant aml-barth yn darparu'n union hynny.
