ویکیوم میں طاقت کی کثافت - اہم خرابی کا عنصر

10 W/cm² کی طاقت کی کثافت والا کارٹریج ہیٹر ہوا میں ٹھیک کام کر سکتا ہے۔ میان کے ارد گرد کی ہوا درجہ حرارت کو محفوظ رینج میں رکھتے ہوئے گرمی کو اس سے دور کرتی ہے۔ اسی کارٹریج ہیٹر کو ویکیوم میں رکھیں، اور چیزیں بہت بدل جاتی ہیں۔ جب کوئی کنویکشن نہیں ہوتا ہے تو میان کا درجہ حرارت بڑھ جاتا ہے۔ وہی طاقت کی کثافت جو ہوا میں محفوظ تھی اب فوری ناکامی کا نسخہ ہے۔

ویکیوم کارٹریج ہیٹر کو ڈیزائن کرتے وقت سب سے اہم چیز جس کے بارے میں سوچنا ہے وہ یہ ہے کہ بجلی کی کثافت کو کم کیا جانا چاہیے کیونکہ وہاں کوئی کنویکشن کولنگ نہیں ہے۔ وہاں کتنی ڈیریٹنگ ہے اس کا انحصار درجہ حرارت، خلا کی سطح، اور ریڈی ایٹیو اور کنڈکٹیو ہیٹ ٹرانسفر چینلز کتنی اچھی طرح سے کام کرتے ہیں۔

کارٹریج ہیٹر سے بہت زیادہ گرمی جو اچھے تھرمل رابطے کے ساتھ ایک بڑے دھاتی بلاک میں بنتی ہے اس بلاک سے گزرتی ہے۔ اس صورت حال میں، کنویکشن کا نقصان زیادہ تر ان حصوں کو متاثر کرتا ہے جو ٹرمینل اینڈ اور میان سے براہ راست رابطے میں نہیں ہیں۔ ڈیریٹنگ جو کرنے کی ضرورت ہے وہ چھوٹی ہے، ہوائی سے 20-30% کم۔

ایک کارٹریج ہیٹر کی صورت میں جو خالی جگہ میں پھیلتا ہے، جیسے ویکیوم فرنس ہیٹنگ عنصر، صورتحال بہت مختلف ہے۔ تابکاری کو تمام حرارت لے جانا چاہیے، اور یہ درجہ حرارت کے ساتھ چوتھے-طاقت کے تعلق کی پیروی کرتی ہے۔ میان کا درجہ حرارت ایک خاص واٹج کو خارج کرنے کے لیے بہت زیادہ بڑھنا چاہیے۔ ویکیوم فرنس میں 5 W/cm² کی طاقت کی کثافت والا کارٹریج ہیٹر میان کے درجہ حرارت پر کام کر سکتا ہے جو ہوا میں ایک جیسے ہیٹر سے 200 ڈگری زیادہ ہے۔

میں نے جو دیکھا ہے اس کی بنیاد پر، ریڈیئنٹ سروس میں ویکیوم کارٹریج ہیٹر کے لیے ایک محفوظ پاور ڈینسٹی 3 اور 5 W/cm² کے درمیان ہے، اس درجہ حرارت پر منحصر ہے جس تک وہ پہنچنے کی کوشش کر رہے ہیں۔ امپلانٹڈ ہیٹر کے لیے جو اچھی طرح چلتے ہیں، 5 سے 7 W/cm² ٹھیک ہو سکتے ہیں۔ سب سے اہم چیز ویکیوم میں متوقع میان کے درجہ حرارت کا پتہ لگانا یا اس کی نقل کرنا ہے، نہ کہ ماحولیاتی اقدار پر انحصار کرنا۔

ڈیزائن پر اثرات کافی ہیں۔ کارٹریج ہیٹر کو کم بجلی کی کثافت کے ساتھ مطلوبہ واٹج حاصل کرنے کے لیے سطح کا رقبہ زیادہ ہونا چاہیے۔ اس کا مطلب ہے کہ ایک اعلی-کثافت یونٹ کے بجائے، لمبے ہیٹر، زیادہ قطر، یا ایک سے زیادہ ہیٹر ہوں گے۔ آلات کا جسمانی لفافہ ان بڑے حصوں کو رکھنے کے قابل ہونا چاہیے۔

ویکیوم میں، درجہ حرارت کی پیمائش اور کنٹرول کرنا اور بھی اہم ہے۔ اگر کوئی کنویکشن نہ ہو تو تھرمل بھاگنا ایک بڑا خطرہ ہے۔ ایک کارٹریج ہیٹر جو بہت زیادہ گرم ہو جاتا ہے وہ زیادہ گرمی دے سکتا ہے، جو اسے مثبت فیڈ بیک لوپ میں اور بھی گرم بنا دیتا ہے۔ ہر چیز کو اچھی طرح سے چلانے کے لیے، آپ کو درست سینسنگ کی ضرورت ہے (عام طور پر تھرموکولز میں بلٹ-کے ساتھ) اور ریسپانسیو کنٹرول۔

ایک اور چیز جس کے بارے میں سوچنا ہے وہ ہے کارٹریج ہیٹر کے ساتھ درجہ حرارت کا فرق۔ ویکیوم میں، ٹرمینل کا اختتام جو گرم نہیں ہوتا ہے اس حصے سے زیادہ ٹھنڈا ہو سکتا ہے۔ یہ میلان مواد پر دباؤ ڈالتا ہے اور انہیں منتقلی میں ناکامی کا باعث بن سکتا ہے۔ لوگ ایسے ڈیزائن پسند کرتے ہیں جن میں نرم تبدیلیاں اور خصوصیات ہوں جو تناؤ کو دور کرنے میں مدد کرتی ہیں۔

خلاصہ یہ کہ ویکیوم کارٹریج ہیٹر کے لیے پاور ڈینسٹی صرف ایک نمبر نہیں ہے جو آپ کو کیٹلاگ میں ملتا ہے۔ یہ ایک اعداد و شمار ہے جو درخواست کے حرارت کی منتقلی کے حالات کی بنیاد پر تیار کیا گیا تھا۔ نقل و حمل کے نقصان کے لیے ڈیریٹنگ، ریڈی ایٹیو ٹرانسمیشن کو مدنظر رکھتے ہوئے، اور اس بات کو یقینی بنانا کہ سطح کا کافی رقبہ موجود ہے یہ تمام اہم پہلو ہیں جو کام کرنے والے ڈیزائن کو بناتے ہیں۔ پیشہ ورانہ تھرمل تجزیہ اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ ویکیوم ماحول میں کارکردگی اور طویل زندگی دونوں کے لیے طاقت کی کثافت بہترین سطح پر سیٹ ہے۔