За ПФА (перфлуороалкокси) грејач омотача који се користи за одржавање 160 степени у 90% раствору сумпорне киселине при атмосферском притиску, која је максимална дозвољена дебљина зида да би се полимер одржао испод његове температуре стакленог прелаза на интерфејсу жице отпора?

Температура стакластог прелаза (Тг) ПФА је око 160 степени у 90% сумпорној киселини на 160 степени. Температура интерфејса жице је виша од температуре масе киселине због топлотног тока кроз ПФА зид. Са густином снаге од 8 В/цм², максимална дозвољена дебљина зида за одржавање контакта испод 160 степени је 0,25 мм. У дебелим зидовима контакт жице превазилази Тг, што доводи до омекшавања полимера, пузања и евентуалног квара. Прорачун је заснован на ΔТ=к × т / к, са к=0.25 В/м·К. Термичка деградација на интерфејсу жице ПФА се трансформише из стакластог у гумено стање на или изнад Тг контакта жице. Полимер губи своју механичку чврстоћу и пузи под оптерећењем отпорне жице. Жица може да потоне у омекшани полимер, што доводи до кратког споја или излаже жицу корозивној киселини. Када се Тг прекорачи, деградација је брза. Квантитативна температура жице у односу на дебљину зида За 90% Х₂СО₄ на 160 степени, густина снаге 8 В/цм² Дебљина зида (мм) ΔТ преко ПФА (степен) Температура жице (степен)ПФА Стање 0.15 48 208 Изнад Тг, почиње меко 0.25 80 240 Изнад Тг, брзо пузање 0.30 96 256 Близу топљења, квар је неизбежан 0.35 112 272 Топљење, тренутни квар Резиме: ПФА није погодан на 160 степени са великим топлотним флуксом Температура интерфејса жице (208 степени) је виша од Тг (160 степени дебљине зида) чак и при дебљини зида од 0.5 мм. Стога ПФА није погодан као плашт грејача на 160 степени са било којом разумном густином снаге. Требало би испитати друге материјале као што су ПЕЕК (Тг=143 степен, али већа температура континуиране употребе), полиимид или металне облоге (тантал, титанијум). Писање добре спецификације За 90% Х2СО4 на 160Ц, ПФА грејач не би требало да се користи. Наведите грејач од тантала или силицијум карбида. Инжењер бира материјал који може да издржи високе температуре да би обезбедио поуздан рад.