Contacto térmico y disipación de calor: prevención del sobrecalentamiento local
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La seguridad de un calentador de cartucho depende de qué tan bien esté instalado. Un calentador que funciona bien es peligroso si no puede distribuir bien el calor a las cosas que lo rodean. Cuando el calor se acumula en lugar de fluir hacia afuera, hace que la temperatura interior supere la temperatura prevista. La funda se ilumina. El alambre que resiste el calor se disuelve. Hay grietas en el aislamiento. Hay un cortocircuito, un circuito abierto o daños en la cavidad siguiente.
El ajuste entre el calentador y la cavidad es lo que produce un buen contacto térmico. El espacio debe ser lo suficientemente estrecho para evitar que el aire actúe como aislante, pero lo suficientemente holgado para permitir que el calor se expanda. Dependiendo de la temperatura, es normal un juego diametral de 0,05 a 0,2 milímetros. El resultado es más esencial que el número: la resistencia térmica del contacto debe permanecer por debajo de 0,1°C por vatio. Para hacer esto, la cavidad debe estar limpia, recta y libre de rebabas, basura y conicidad.
Verifique la cavidad antes de colocar el calentador. Para ver si está recto, pase un pasador calibrador a través de él. Deshágase de cualquier sustancia antiagarrotamiento vieja, virutas de metal o suciedad-incrustada. Una cavidad sucia genera pequeños agujeros de aire en lugares específicos. Esos espacios se convierten en puntos calientes. Es posible que un punto caliente en medio de un calentador de cartucho de 1200 mm no sea visible desde el exterior, pero el daño ocurre en el interior. El calentador podría dejar de funcionar en unas horas o días.
Después de colocar el calentador, el extremo principal necesita suficiente espacio para enfriarse. La región de terminación y cualquier parte del calentador que no esté dentro de la cavidad necesitan flujo de aire, incluso si el contacto térmico es perfecto. Es una buena regla general dejar al menos 50 milímetros de espacio entre usted y otras cosas. Cuando el calor no puede salir del extremo principal, se acumula. Los cables se calientan demasiado. El aislamiento se endurece. Las conexiones que se engarzan se debilitan. Al principio la instalación va bien, pero con el tiempo falla.
La atmósfera que lo rodea también afecta la forma en que se libera el calor. Un calentador se calentará más si se coloca en un lugar pequeño donde el aire no pueda moverse que si se coloca en un área abierta. Si colocas muchos calentadores cerca unos de otros, se calentarán entre sí. La temperatura a la que se supone que debe funcionar el dispositivo es inferior a la temperatura real. Esto no es un problema con los calentadores; es simplemente algo que debe tenerse en cuenta en el diseño. Agregar refrigeración por aire forzado o aumentar el espacio libre hace que sea seguro volver a usarlo.
La conductividad térmica del material alrededor de la cavidad es otro factor que a menudo se pasa por alto. El acero elimina el calor a un ritmo constante. El aluminio lo logra más rápidamente. Va aún más rápido con el cobre. Un calentador que funciona de forma segura en un bloque de aluminio puede calentarse demasiado en un molde de acero inoxidable porque el calor no puede salir tan rápidamente. La densidad de vatios debe ser la misma que la aplicación puede manejar en términos de disipador de calor. Si no está seguro, reducir la densidad de vatios o alargar el calentador reducirá el riesgo de que se caliente demasiado.
Verificar la distribución de la temperatura de la superficie durante la primera operación es el último paso. Una cámara termográfica o una serie de lecturas de termopares a lo largo de la funda pueden mostrar dónde están los puntos calientes. Si la temperatura cambia más de ±10°C a lo largo de la longitud calentada, hay un problema con el contacto térmico o la disipación de calor. Si lo detecta a tiempo, podrá reparar la instalación antes de que el calentador sufra daños permanentes. Un buen contacto térmico y una adecuada disipación del calor no son lujos; son necesarios. Son los que hacen que sea seguro utilizar un calentador de cartucho.
