Condizioni correlate al contatto con liquidi e all'immersione-che causano il surriscaldamento del riscaldatore a cartuccia
Sebbene la maggior parte dei riscaldatori a cartuccia funzioni in fori metallici solidi, alcuni processi portano la guaina a contatto con liquidi, vapori o atmosfere condensanti. Quando il trasferimento di calore nel liquido è compromesso o quando i residui formano strati isolanti, il riscaldatore a cartuccia subisce lo stesso meccanismo di surriscaldamento osservato nelle applicazioni a secco-solo il mezzo circostante è cambiato.
Fluidi viscosi, zone stagnanti o condizioni di flusso-basso riducono la velocità con cui il calore lascia la guaina. Si possono formare coperte locali di ebollizione o vapore, creando pellicole isolanti temporanee che spingono verso l'alto la temperatura della guaina. I solidi disciolti o i prodotti chimici del processo possono depositare incrostazioni che isolano ulteriormente la superficie. Una volta che lo spessore delle incrostazioni aumenta, l'aumento di temperatura necessario per immettere la stessa potenza nel fluido diventa abbastanza grande da superare i limiti del materiale. In ambienti con vapore o condensa, l'umidità può penetrare nelle guarnizioni imperfette e successivamente evaporare all'interno dell'isolamento, producendo pressione interna e rottura dielettrica.
La selezione della lega della guaina e la finitura superficiale influenzano la rapidità con cui i depositi aderiscono e la facilità con cui possono essere rimossi. I materiali in lega superiore-resistono alla corrosione e alle incrostazioni nei fluidi aggressivi. La densità in Watt deve essere declassata in base alla conduttività termica e alle caratteristiche di flusso del liquido specifico; le densità accettabili per la conduzione da metallo-a-metallo sono spesso eccessive per il contatto con il liquido. Un corretto orientamento e una corretta gestione del flusso prevengono blocchi di vapore o sacche stagnanti che affamano localmente la guaina di raffreddamento.
Queste condizioni si verificano in alcuni processi di imballaggio che coinvolgono adesivi, nei blocchi riscaldanti-di fluidi da laboratorio e in apparecchiature mediche o alimentari specializzate. Il tipo di fluido, la temperatura, la portata e l'aggressività chimica variano ampiamente tra loro. Un riscaldatore a cartuccia configurato per acqua pulita a flusso moderato potrebbe surriscaldarsi rapidamente in un fluido viscoso o soggetto a incrostazioni-con la stessa densità di potenza. La valutazione delle proprietà del fluido, della dinamica del flusso e della tendenza alla deposizione per ciascuna applicazione consente un adeguato declassamento della densità di watt, la selezione del materiale della guaina e la progettazione di percorsi di flusso che mantengono un efficiente trasferimento di calore e prevengono il progressivo surriscaldamento.
