تحلیل انتقال حرارت در حضور رسوب و نقش پودر جرم گیر لباسشویی

سیستم گرمایش ماشین لباسشویی بر پایه انتقال حرارت از المنت الکتریکی به آب کار می‌کند. در حالت ایده‌آل، سطح فلزی المنت مستقیماً با آب در تماس است و انرژی الکتریکی تبدیل‌شده به گرما، بدون مانع قابل توجهی به سیال منتقل می‌شود. اما تشکیل رسوبات آهکی روی سطح المنت، این فرآیند را از دیدگاه مهندسی انتقال حرارت دچار اختلال می‌کند. استفاده از پودر جرم گیر لباسشویی می‌تواند این اختلال را برطرف کند.

از نظر تحلیلی، انتقال حرارت در این سیستم را می‌توان به صورت یک مدل لایه‌ای در نظر گرفت. در ساده‌ترین حالت، شار حرارتی از المنت به آب از رابطه زیر تبعیت می‌کند:

$$q = frac{Delta T}{R_{total}}$$q=Rtotal​ΔT​

که در آن $R_{total}$Rtotal​ مجموع مقاومت‌های حرارتی بین المنت و آب است. در حالت بدون رسوب، این مقاومت شامل مقاومت فلز المنت و مقاومت جابجایی بین سطح فلز و آب است. اما با تشکیل رسوب، یک مقاومت جدید به سیستم اضافه می‌شود:

$$R_{total} = R_{metal} + R_{scale} + R_{convection}$$Rtotal​=Rmetal​+Rscale​+Rconvection​

لایه رسوب (scale) معمولاً از کربنات کلسیم تشکیل شده و ضریب هدایت حرارتی آن بسیار کمتر از فلز است. بنابراین حتی یک لایه نازک از رسوب می‌تواند مقدار $R_{scale}$Rscale​ را افزایش دهد. افزایش این مقاومت باعث کاهش شار حرارتی $q$q می‌شود، در حالی که المنت همچنان توان الکتریکی ثابتی تولید می‌کند.

نتیجه این وضعیت افزایش دمای سطح المنت است. بالا رفتن بیش از حد دمای سطح می‌تواند باعث ایجاد تنش‌های حرارتی، انبساط موضعی و حتی کاهش عمر مفید قطعه شود. علاوه بر این، چون آب با سرعت کمتری گرم می‌شود، سیستم کنترل دستگاه زمان بیشتری برای رسیدن به دمای هدف اختصاص می‌دهد که منجر به افزایش مصرف انرژی خواهد شد.

پودر جرم گیر لباسشویی با حذف لایه رسوبی، مقدار $R_{scale}$Rscale​ را تقریباً به صفر نزدیک می‌کند. در نتیجه مقاومت حرارتی کل کاهش یافته و نرخ انتقال حرارت افزایش پیدا می‌کند. این موضوع باعث می‌شود اختلاف دمای لازم بین المنت و آب کمتر شود و سطح المنت در دمای ایمن‌تری کار کند.

از دیدگاه طراحی مهندسی، شرایط عملکردی دستگاه زمانی بهینه است که مقاومت حرارتی اضافی وجود نداشته باشد. جرم‌گیری منظم با استفاده از پودر جرم گیر لباسشویی کمک می‌کند سیستم گرمایش در شرایط نزدیک به طراحی اولیه خود باقی بماند و بازده حرارتی حفظ شود. برای پودر جرم گیر لباسشویی اینجا کلیک کنید.