محاسبه بار سطحی: بحرانی‌ترین-متریک انتخاب گرمکن دما
در بین همه پارامترهای انتخاب گرمای{0}در دمای بالا، بار سطحی عامل اصلی تعیین کننده عمر سرویس واقعی است، و همچنین این شاخص اغلب نادیده گرفته شده در خریدهای معمولی است. بسیاری از بخاری‌ها با درجه مواد و پارامترهای توان واجد شرایط هنوز در محیط‌های{2}در دمای بالا به سرعت از کار می‌افتند، زیرا بار سطحی بیش از حد محاسبه‌نشده باعث تجمع مداوم گرما می‌شود. با توجه به تعداد زیادی تأیید{4} عملکرد دمای بالا، محاسبه دقیق بار سطحی و تطابق بازه زمانی می‌تواند عمر مفید بخاری با دمای بالا را بیش از سه برابر افزایش دهد و داده‌های دمای ترموکوپل می‌توانند به طور مستقیم منطقی بودن طراحی بار را تأیید کنند.
بار سطحی توان حرارتی تحمل شده در واحد سطح منطقه گرمایش موثر را نشان می دهد که با تقسیم توان گرمایش کل بر سطح منطقه گرمایش محاسبه می شود. متفاوت از پارامترهای توان ثابت، بار سطحی رابطه انطباق بین خروجی گرما و ناحیه اتلاف گرما را منعکس می‌کند، که شاخص ضروری برای انطباق با ویژگی‌های تضعیف حرارت در دمای بالا است. محیط‌های با دمای بالا به طور قابل‌توجهی همرفت هوا و راندمان انتقال حرارت متوسط را کاهش داده‌اند، بنابراین سطح واحد نمی‌تواند چگالی حرارتی مشابه سناریوهای دمای معمولی را تحمل کند، و کاهش بار را به یک قانون طراحی اجتناب‌ناپذیر تبدیل می‌کند.
بار سطحی{0}}درجه حرارت بالا دارای استانداردهای محدود کننده درجه بندی شده مشخصی است که مربوط به فواصل دمایی مختلف است. برای دمای کاری بین 400 درجه تا 500 درجه با تضعیف نسبتاً خفیف اتلاف گرما، محدوده بار سطح ایمن در 6 تا 8 وات بر سانتی‌متر مربع کنترل می‌شود تا از گرمایش کارآمد بدون انباشت گرما اطمینان حاصل شود. برای سناریوهای دمای متوسط 500 تا 650 درجه{9}}با تضعیف آشکار اتلاف گرما، بار ایمن به 4 تا 6 وات بر سانتی‌متر مربع کاهش می‌یابد تا خروجی گرما و سرعت اتلاف متعادل شود. برای سناریوهای{13}در دمای فوق‌العاده بالای 650 تا 800 درجه با مقاومت شدید در برابر اتلاف گرما، بار باید به شدت به 2 تا 4 وات بر سانتی‌متر مربع محدود شود تا از آسیب‌های دمایی بیش از{18} برگشت‌ناپذیر جلوگیری شود.
یک کیس معمولی اجاق گاز با دمای بالا{0}}به وضوح اهمیت محاسبه بار را نشان می‌دهد. یک فر معمولی با دمای کاری 650 درجه، قدرت 2 کیلووات، طول ناحیه گرمایش 300 میلی‌متر و قطر لوله φ12 میلی‌متر، از طریق محاسبه هندسی، مساحت منطقه گرمایش تقریباً 113 سانتی‌متر مربع را ایجاد می‌کند. بار سطحی اولیه پس از تقسیم توان به 17.7W/cm² می رسد که بسیار فراتر از استاندارد ایمن 4-6W/cm² برای سناریوهای 500-650 درجه است. عملکرد با این پارامتر باعث گرم شدن سریع دیواره لوله، کربن شدن عایق و فرسودگی قطعات در مدت کوتاهی می شود.
روش‌های بهینه‌سازی مؤثر برای بار سطحی بیش از حد بر گسترش ناحیه گرمایش مؤثر متمرکز است. با فرض عدم تغییر تقاضای کل توان و دما، افزایش طول منطقه گرمایش تک لوله- تا 600 میلی متر می تواند به طور موثر بار واحد را تا بازه ایمن کاهش دهد. پراکندگی توان موازی چند لوله یکی دیگر از طرح‌های بهینه‌سازی بالغ است که توان کل بالا را در لوله‌های گرمایشی متعدد پراکنده می‌کند تا از چگالی گرمای بیش از حد یک-لوله جلوگیری شود. هر دو روش اساساً مشکل بار استاندارد بیش از-را بدون تأثیر بر ظرفیت گرمایش تجهیزات حل می کنند.
دنبال کردن کورکورانه توان بالا بدون محاسبه بار، دلیل اصلی خرابی بخاری با دمای بالا-است. در سناریوهای دمای بالا-پیکربندی توان بالا باید با ناحیه گرمایش کافی مطابقت داشته باشد. استانداردهای بازه بار ثابت برای اکثر محیط‌های صنعتی با دمای بالا{5}}و محیط‌های گرمایش متوسط قابل اعمال است. محاسبه بار حرفه ای و بهینه سازی مساحت، همراه با پایش دمای دینامیکی ترموکوپل، همیشه می تواند لوله گرمایش را در حالت تعادل گرمایی ایمن نگه دارد.
