Tarddiad Cyfnewidwyr Gwres Arwyneb wedi'u Sgrapio

Tarddiad Cyfnewidwyr Gwres Arwyneb wedi'u Sgrapio

Gellir olrhain tarddiad a datblygiad cyfnewidwyr gwres arwyneb wedi'u crafu yn ôl i ddechrau'r 20fed ganrif. Nid oedd eu creu yn llwyddiant dros nos ond yn hytrach yn ymateb i gyfyngiadau cynhenid ​​​​cyfnewidwyr gwres traddodiadol wrth ddelio â deunyddiau penodol.

Tarddiad Craidd: 1920au - 1930au

Ffurfiwyd y cysyniad a'r dyluniad cychwynnol o gyfnewidwyr gwres arwyneb wedi'u crafu yn bennaf yn ystod y cyfnod hwn, wedi'u gyrru gan y diwydiant bwyd, yn enwedig wrth gynhyrchu margarîn a hufen iâ.

1. Problemau i'w Datrys:

o Deunyddiau Gludedd Uchel: Mae deunyddiau fel menyn, cymysgedd hufen iâ, a jam yn hynod o gludiog ac mae ganddynt lifogydd gwael mewn cyfnewidwyr gwres tiwb neu blât traddodiadol, gan glocsio'n hawdd ac arwain at effeithlonrwydd trosglwyddo gwres isel iawn.

o Sensitifrwydd Cneifio: Mae ffurfio crisialau braster neu grisialau iâ yn y deunyddiau hyn yn gofyn am reolaeth fanwl gywir. Gall oeri dwys neu anwastad arwain at wead bras a blas gwael.

o Baeddu a Chocsio: Mae deunyddiau sy'n cynnwys siwgr neu brotein yn tueddu i galedu a charameleiddio ar arwynebau gwresogi, nid yn unig yn effeithio ar drosglwyddo gwres ond hefyd yn achosi dirywiad cynnyrch ac anhawster wrth lanhau offer.

2. Arloeswyr mewn Technoleg:

Gellir olrhain un o'r patentau cynharaf ar gyfer cyfnewidwyr gwres arwyneb wedi'u crafu yn ôl i ddiwedd y 1920au i ddechrau'r 1930au. Er enghraifft, tua 1928, gwnaeth peirianwyr yng Nghwmni Gerhard yn yr Almaen (a ddaeth yn rhan o Grŵp APV yn ddiweddarach) waith arloesol yn y maes hwn.

Ffigwr allweddol arall oedd CO (Charlie) Linn, a ddyluniodd y cyfnewidydd gwres arwyneb crafu cyntaf a oedd yn llwyddiannus yn fasnachol ar gyfer adran Votator o Gorfforaeth Girdler yn yr Unol Daleithiau (tua 1933-1935). Dyfeisiwyd y ddyfais hon yn wreiddiol ar gyfer cynhyrchu margarîn yn barhaus. Daeth yr enw "Votator" hyd yn oed yn gyfystyr â chyfnewidwyr gwres arwyneb crafu am amser hir.

Pwyntiau Arloesol Egwyddor Gweithio

Mae dyluniad craidd cyfnewidwyr gwres arwyneb wedi'u crafu yn mynd i'r afael â'r problemau uchod yn ddyfeisgar:

• Gweithred Sgrafu: Y tu mewn i'r silindr cyfnewid gwres, mae rotor sydd â sgrafellwyr yn cylchdroi ar gyflymder uchel. Mae'r sgrafellwyr, o dan rym grym allgyrchol neu sbringiau, yn glynu'n agos at wal y silindr, gan grafu'r ffilm ddeunydd ar y wal fewnol yn gyson.

• Pedwar Mantais Brif:

1. Adnewyddu Arwyneb Trosglwyddo Gwres yn Barhaus: Yn atal adlyniad a baeddu deunydd, gan gynnal effeithlonrwydd trosglwyddo gwres eithriadol o uchel.

2. Cymysgu a Chneifio Unffurf: Yn sicrhau gwresogi ac oeri unffurf y deunydd cyfan ac yn darparu grym cneifio rheoladwy, sy'n hanfodol ar gyfer y broses grisialu (megis crisialu braster a ffurfio crisialau iâ).

3. Trin Gludedd Uchel Iawn: Mae'r weithred crafu a gwthio fecanyddol yn ei alluogi i drin hylifau pasty, hufennog, a hyd yn oed gronynnog na all cyfnewidwyr gwres traddodiadol eu trin.

4. Amser Preswylio Byr Iawn: Mae'r deunydd yn mynd trwy'r cyfnewidydd gwres mewn ffilm denau, gan ei wneud yn addas iawn ar gyfer deunyddiau sy'n sensitif i wres ac yn sicrhau'r cadwraeth fwyaf posibl o flas, lliw a maeth y cynnyrch.

Datblygiad a Phobleiddio

• 1940au - 1950au: Gyda chyflymiad diwydiannu bwyd cyn ac ar ôl yr Ail Ryfel Byd, defnyddiwyd cyfnewidwyr gwres arwyneb wedi'u crafu'n gyflym yn y diwydiannau llaeth, jam a saws. Roedd rhewi hufen iâ yn barhaus yn gymhwysiad carreg filltir arall.

• O'r 1960au hyd heddiw: Mae eu meysydd cymhwysiad wedi ehangu o'r diwydiant bwyd i'r diwydiannau cemegol, fferyllol, petrogemegol, a polymer plastig. Fe'u defnyddir i drin hylifau heriol fel toddi polymer, paraffin, asffalt, colur, a fferyllol.

• Cynnydd Technolegol: Mae cyfnewidwyr gwres arwyneb wedi'u crafu modern wedi gwneud datblygiadau sylweddol mewn deunyddiau (megis defnyddio haenau caled sy'n gwrthsefyll traul ac sy'n gwrthsefyll cyrydiad), technoleg selio, rheoli awtomeiddio (rheoli tymheredd, pwysau a chyflymder yn fanwl gywir), a dylunio modiwlaidd.

Crynodeb

Gellir lleoli tarddiad y cyfnewidydd gwres crafwr yn union yn y 1920au a'r 1930au. Fe'i dyfeisiwyd i ddiwallu gofynion proses gwresogi, oeri, crisialu a sterileiddio parhaus deunyddiau gludedd uchel a sensitif i wres yn y diwydiant bwyd. Roedd ei ddyfais yn garreg filltir arwyddocaol yn hanes offer diwydiant prosesu, gan ehangu'r swyddogaeth "cyfnewid gwres" syml i weithrediad cyfun o "gyfnewid gwres a phrosesu mecanyddol". Hyd heddiw, mae'n dal i chwarae rhan anhepgor mewn llawer o feysydd diwydiannol.