কেন স্ট্যান্ডার্ড কার্টিজ হিটার -50 ডিগ্রিতে ব্যর্থ হয় - এবং এর পরিবর্তে কী কাজ করে
একটি ক্রায়োজেনিক স্টোরেজ সুবিধা একটি জরুরী সমস্যার সাথে কল করে৷ একটি গুরুত্বপূর্ণ নাইট্রোজেন গ্যাস লাইনে গরম করার উপাদানগুলি চালু হবে না। বাইরের তাপমাত্রা -45 ডিগ্রী পড়ে এবং বরফের বাধা রোধ করতে সিস্টেমটিকে প্রবাহ বজায় রাখতে হবে। স্ট্যান্ডার্ড কার্টিজ হিটার, সাধারণ শিল্প ব্যবহারের জন্য রেট করা হয়, হয় চালু হতে অস্বীকার করে বা চালিত হওয়ার কয়েক মিনিটের মধ্যে জ্বলে যায়। এই দৃশ্যটি বেশিরভাগ সরঞ্জাম ডিজাইনারদের উপলব্ধির চেয়ে অনেক বেশি প্রায়ই ঘটে।
সমস্যাটি দুর্বল উত্পাদন নয়। সমস্যাটি আরও গভীরে চলে - এটি স্ট্যান্ডার্ড হিটারগুলি কীভাবে ডিজাইন করা হয়েছে এবং তারা চরম ঠান্ডায় কীভাবে কার্য সম্পাদন করে তার মধ্যে এটি একটি মৌলিক অমিল। -20 ডিগ্রী এবং নীচে, স্ট্যান্ডার্ড কার্টিজ হিটার অনুমানযোগ্য উপায়ে ব্যর্থ হয়। তাপীয় সংকোচন মাত্রিক পরিবর্তন সৃষ্টি করে যা ক্র্যাক নিরোধক। ঘনীভবন থেকে আর্দ্রতা বৈদ্যুতিক ট্র্যাকিং ঘটায়। বস্তুগত বৈশিষ্ট্যগুলি এমনভাবে পরিবর্তিত হয় যা অবক্ষয়কে ত্বরান্বিত করে।
খেলার পদার্থবিদ্যা সহজবোধ্য কিন্তু প্রায়ই উপেক্ষা করা হয়. ক্রায়োজেনিক তাপমাত্রায় ঠাণ্ডা করা একটি রেজিস্ট্যান্স তারে ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হলে, তারের পৃষ্ঠে অবিলম্বে তাপ তৈরি হয়। ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড নিরোধক এবং এর চারপাশে ধাতব আবরণ, তবে, ঠান্ডা থাকে। অপারেশনের প্রথম কয়েক সেকেন্ডের সময়, উপাদান ইন্টারফেস জুড়ে তাপমাত্রার পার্থক্য প্রতি সেন্টিমিটারে 500 ডিগ্রি সেলসিয়াস অতিক্রম করে তাপীয় গ্রেডিয়েন্ট তৈরি করে। স্ট্যান্ডার্ড স্টেইনলেস স্টীল 304 শীথ, বেশিরভাগ শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের জন্য পুরোপুরি পর্যাপ্ত, এই তাপমাত্রায় নমনীয়তা হারায় এবং ডিফারেনশিয়াল প্রসারণ থেকে যান্ত্রিক চাপে ভেঙে যেতে পারে।
প্রতিরোধের তারের নিজেই ঠান্ডায় ভিন্নভাবে আচরণ করে। নিকেল-ক্রোমিয়াম অ্যালয়, কার্টিজ হিটার নির্মাণের মানক, পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার তুলনায় -30 ডিগ্রীতে কম প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদর্শন করে – সাধারণত অ্যালয় কম্পোজিশনের উপর নির্ভর করে 10 থেকে 15 শতাংশ হ্রাস পায়। এর মানে হল একটি হিটার বেশি কারেন্ট টানে এবং ঠান্ডা থেকে শুরু করার সময় নির্দিষ্ট করার চেয়ে বেশি শক্তি উৎপন্ন করে। তরল নাইট্রোজেন পরিবেশে প্রাথমিক স্টার্টআপের সময় 20 ডিগ্রিতে 10 amps-এর জন্য রেট করা একটি হিটার 11 থেকে 12 amps আঁকতে পারে। এই ঢেউ সুরক্ষা সার্কিট ট্রিপ করতে পারে বা অনির্দিষ্ট উপাদানগুলির ক্ষতি করতে পারে।
অতি-নিম্ন তাপমাত্রার কার্টিজ হিটারগুলি বিশেষ প্রকৌশলের মাধ্যমে এই চ্যালেঞ্জগুলি মোকাবেলা করে যা সাধারণ ফর্ম্যাটগুলি অফার করতে পারে না। নির্মাণটি শুরু হয় উচ্চ-ঘনত্বের ম্যাগনেসিয়াম অক্সাইড নিরোধক দিয়ে সোয়াজিং প্রক্রিয়ার মাধ্যমে সংকুচিত হয় যা ঘনীভবন সংগ্রহ করতে পারে এমন ফাঁকগুলি দূর করে। এটি দক্ষ তাপ স্থানান্তর নিশ্চিত করে এমনকি যখন বাইরের পরিবেশ সক্রিয়ভাবে গরম করার উপাদানের বিরুদ্ধে কাজ করে তাপ শক্তিকে বাতাসের চেয়ে দ্রুত দূরে সরিয়ে দেয়।
উপাদান নির্বাচন সমালোচনামূলক হয়ে ওঠে. স্টেইনলেস স্টিল 316L ক্রায়োজেনিক তাপমাত্রায় উচ্চতর কর্মক্ষমতা প্রদান করে কারণ এর উচ্চতর নিকেল সামগ্রী এবং কম কার্বন সামগ্রী তাপমাত্রার পরিবর্তনের মাধ্যমে যান্ত্রিক গুণাবলী বজায় রাখে। ইনকোনেল 600 বা 800 সিরিজের অ্যালয়গুলি সর্বাধিক চাহিদাযুক্ত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য প্রিমিয়াম পছন্দের প্রতিনিধিত্ব করে, কাঠামোগত অখণ্ডতা না হারিয়ে ক্রায়োজেনিক স্তর এবং 500 ডিগ্রির বেশি তাপমাত্রার মধ্যে তাপীয় সাইক্লিং পরিচালনা করে।
ঠান্ডা প্রান্ত এবং সীসা তারের বিন্যাস বিশেষ মনোযোগ দাবি করে। -40 ডিগ্রিতে, স্ট্যান্ডার্ড সিলিকন সিলগুলি শক্ত এবং ভঙ্গুর হয়ে যায়, সম্ভাব্যভাবে ফাটল ধরে এবং বায়ুমণ্ডলীয় আর্দ্রতা প্রবেশ করতে দেয়। নিম্ন-তাপমাত্রার সিলিকন যৌগ বা ক্রায়োজেনিক ডিউটির জন্য বিশেষভাবে ডিজাইন করা সিরামিক সিলগুলি নমনীয় থাকে এবং সম্পূর্ণ তাপমাত্রা পরিসীমা জুড়ে তাদের সীল বজায় রাখে। সীসা তারের নিরোধককে অবশ্যই ভঙ্গুরতা প্রতিরোধ করতে হবে - পিভিসি যৌগগুলি ব্যর্থ হয়, যখন টেফলন বা সিলিকনের সাথে ফাইবারগ্লাস তার অস্তরক বৈশিষ্ট্য এবং নমনীয়তা বজায় রাখে।
শক্তি ঘনত্বের গণনার জন্য সাব-শূন্য অপারেশনের জন্য পুনরায় ক্যালিব্রেশন প্রয়োজন। স্ট্যান্ডার্ড শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের জন্য প্রতি বর্গ সেন্টিমিটারে 20 থেকে 40 ওয়াট প্রয়োজন হতে পারে, কিন্তু -40 ডিগ্রী পরিবেশ প্রায়ই হিমায়িত পরিবেশের আক্রমনাত্মক তাপ সিঙ্কের প্রভাবকে কাটিয়ে উঠতে প্রতি বর্গ সেন্টিমিটারে 50 থেকে 60 ওয়াট ঘনত্বের দাবি করে। এই উচ্চ তাপীয় আউটপুট অভ্যন্তরীণ উপাদানগুলির উপর বেশি চাপ দেয়, দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতার বিরুদ্ধে দ্রুত গরম করার প্রতিক্রিয়ার ভারসাম্য বজায় রাখার জন্য সতর্ক প্রকৌশল প্রয়োজন।
অ্যাপ্লিকেশনের জন্য যেখানে তাপমাত্রা -50 ডিগ্রী এবং তার পরে কমে যায়, স্ট্যান্ডার্ড এবং বিশেষায়িত কার্টিজ হিটারের মধ্যে পার্থক্যটি সিস্টেমের ব্যর্থতার বিপরীতে অপারেশনাল সাফল্যের বিষয় হয়ে ওঠে। স্ট্যান্ডার্ড সমাধান কাগজে পর্যাপ্ত প্রদর্শিত হতে পারে, কিন্তু প্রকৃত ক্ষেত্রের কর্মক্ষমতা একটি ভিন্ন গল্প বলে। ক্রায়োজেনিক রিসার্চ ল্যাব, ফার্মাসিউটিক্যাল স্টোরেজ ইউনিট, মহাকাশ পরীক্ষার চেম্বার এবং বিশেষায়িত শিল্প প্রক্রিয়াগুলিতে কাজ করা সরঞ্জামগুলি তাপ ব্যবস্থাপনার দাবি করে যা চরম ঠান্ডার অনন্য পদার্থবিদ্যার জন্য দায়ী। অতি-নিম্ন তাপমাত্রার শুল্কের জন্য নির্দিষ্ট করা একটি কার্টিজ হিটার কেবল একটি স্ট্যান্ডার্ড ইউনিটের আরও ব্যয়বহুল সংস্করণ নয় - এটি একটি মৌলিকভাবে ভিন্ন পণ্য যা এমন পরিস্থিতিতে তৈরি করা হয়েছে যেখানে স্ট্যান্ডার্ড ডিজাইনগুলি টিকে থাকতে পারে না।
