6.3. Elemente de încălzire electrice, structura și utilizarea acestora
Elemente electrice de încălzire (radiatoare) pot fi denumite traductoare de energie electrică. Ele se pot transforma direct energia electrică în căldură și electromagnetică, interacțiunea cu obiectul de încălzire conduce la formarea de energie termică. (. Figura 6.1) electrice pot fi împărțite în:
- convertoare de energie electrică direct în căldură;
- convertoare de energie electrică în electromagnetică cu o încălzire intermediară (generatoare IR);
- convertoare de energie electrică în undele electromagnetice (generatoare de microunde, inductoare).
rezistență electrică de spirit pot fi împărțite în lichid și metal. Incalzitoare lichide utilizate în cazane de electrozi în care fluid - interfața electrolit. Current este aplicat imersată în plăcile lichide medii de oțel sau de cupru (electrozi) în timp ce este încălzit de mediul lichid. Grosimea acestui grup de încălzire electrică depinde de rezistența specifică a electrolitului, plăcile pătrate spălate de acestea, iar distanța dintre ele.
Avantajele încălzitoare electrice lichide sunt: simplitatea dispozitivului, durabilitatea electrozilor, nu există nici un pericol de epuizare a electrozilor atunci când nivelul electrolitului este redus (în acest caz, doar puterea încălzitorului este redusă), ușurința relativă de reglementare a modului de căldură al aparatului prin schimbarea nivelului lichidului.
Dezavantajul acestui grup de încălzitoare electrice - electrolit variație de rezistență în funcție de concentrația sa, în timp ce, desigur, variază și puterea încălzitorului, ceea ce creează un mare inconvenient atunci când funcționează aparatele corespunzătoare.
rezistență electrică cu decor metalic pe un design divizat în: deschis, închis (cu acces la aer), și închise ermetic (fără aer).
Elemente viitoare de încălzire electrice sunt spirala nicrom suspendate pe izolatori de porțelan plasate în granule sau caneluri dispuse în plăcile ceramice. căldura este transferată de la ei la mediul de încălzire sau de antena este în principal de radiații, astfel încât acestea sunt numite deschise sau radiază strălucire.
Închis constau din elemente de încălzire electrice de încălzire bobine plasate într-un înveliș de protecție care le protejează de deteriorări mecanice, dar nu blochează accesul aerului la acestea. bobine de încălzire sunt înfășurate pe o bază realizată dintr-un material refractar izolator electric, sau presată în masa electroizolant (șamotă, argilă, magnezia, periclaz și colab.) și plasat într-o formă robustă caneluri corespunzătoare, fie unitatea de bază pentru încălzirea suprafețelor de lucru.
Un exemplu de aplicare a încălzitoarelor de tip închis pot servi arzătoarele plitei (Fig. 6.2). carcasa arzătorului este din fonta, si are caneluri - caneluri și nervuri. Canelurile sunt presate în spirală de încălzire din sârmă nicrom cu o masă izolantă (periclaz).
Pentru a reduce pierderile de căldură Arzătoare laterale inferioare închise carcasa din otel cu un strat de aer și de izolare termică dispusă pe partea inferioară a carcasei. Datorită izolației termice pe suprafața exterioară a temperaturii carcasa inferioară nu depășește 120-140 ° C. Pornirea plita la rețeaua de alimentare prin cablu.
Închise sigilate încălzitoare tubulare sau ca acestea sunt numite scurt, bronzeaza, avem cele mai utilizate pe scară largă în dispozitive termice. Comparativ cu alte încălzitoare, acestea sunt rezistente si compacte, mecanice, ușurința de instalare și operare.
Tans reprezintă un tub (cochilie) având un diametru exterior de 13,5 mm, realizat din oțel carbon cu un oțel protector placat sau inoxidabil, care este plasat în interiorul bobinei de încălzire realizată dintr-un fir de nicrom marca H15N60 diametru de 0,3 până la 1,0 mm . Spațiul dintre plicul și bobinelor helix este turnat periclaz sau nisip de cuarț, care servesc drept izolație, și având o conductivitate termică bună, oferă o mică diferență de temperatură între bobină și suprafața tubului.
Spirale sunt atașate (încrețite) pentru tijele de contact din oțel, din care capetele libere sunt ejectate, și cu ajutorul piulițelor de contact, șaibe și sunt conectate la rețeaua de cablu. tije de izolare furnizate izolatori de porțelan fixate pe un lac special rezistent la căldură (etanșant), care împiedică tubul de la obtinerea în aer sau umezeală. Lungimea totală a elementului de încălzire desfăcută constă dintr-o lungime activă (încălzire) și porțiunea pasivă, în care sunt plasate știfturile de contact.
În funcție de condițiile de schimb de căldură între elementul de încălzire și suprafața înconjurătoare a mediului în care sunt puse în vânzare pentru unități de alimentație publică instalații termice comerciale în următoarele versiuni:
- aer - utilizat în prăjirea și cabinetul termic pentru încălzirea aerului fixat la o temperatură de 350 ° C și un aparat cu circulație forțată a aerului;
- apă - pentru încălzirea apei și a soluțiilor apoase la reflux, cu mese de abur baie de apă parovaroch-TION și alte aparate;
- ulei - pentru încălzirea uleiurilor comestibile și grăsimi la o temperatură de 200 ° prajitoare și Friteuze C. Tans de asemenea evacuate pentru turnarea metalului în turnare (plite, fiare de călcat, fiare de vafe) .TENy realizate cu diferite configurații desfășurate la 430 până la 2467 mm tub lung și o capacitate nominală: aer - de la 0,2 până la 1.125 kW; apă - 0.3-5 kW; Ulei: - 0.3-0.8 kW.
Boilerul tubular trebuie utilizat numai în mediul pentru care este destinat. La montarea încălzitorului nu trebuie să fie în contact unul cu altul. Instalarea de încălzitoare electrice care funcționează în mediul lichid se face astfel încât partea activă a încălzitorului a fost într-un complet lichid.
Radiatoarele sunt conectate la rețea prin siguranțe fuzibile individuale, ceea ce îl face ușor pentru a elimina eșecul oricărui element de încălzire, plasat în aparat. Pentru unitatea de comandă a puterii este compus din dispozitiv de încălzire încălzitoare electrice separate, care pot fi incluse în grila în diferite moduri: în paralel, în serie și altele.
Elementele de încălzire pot fi instalate în aparat pentru unitățile electrice, constând din mai multe bucăți, și se toarnă în metale feroase și neferoase și fier, pentru a forma panoul de încălzire și arzătorul. Temperatura suprafeței tuburilor electrice de încălzire ale încălzitorului depinde de puterea specifică și mediul încălzit.
În practică, elementele de încălzire sunt fabricate în străinătate, cu două spirale presate în tub, al cărui capăt este prinse strâns, celălalt are acces la cele două tije de contact. Secțiunea transversală a tuburilor este: oval aplatizat, ploskotreugolnoe.
surse de radiație infraroșie, generatoare de infraroșu pot fi clasificate în „lumină“ și „întuneric“, în funcție de lungimea de lungime de undă de emisie maximă (kshh) și, prin urmare, temperatura de încălzire a generatorului. „Bright“ - astfel de generatoare, din care spectrul are o radiație vizibilă porțiune (lumină) (k = 0,4-0,8 microni) și Hgaah = 0,77-2,66 um. Acestea includ cuarț emițătoare în infraroșu cu iod umplut KI și KIO (litera „O“ înseamnă că radiatoarele sunt capetele îndoite ale ieșirii din mașină și camera de lucru a aerului răcit), lămpile de uscare în oglindă, instalații de încălzire Silit (seny).
„Dark“ - astfel de radiatoare, spectrul care nu este lumină vizibilă, X max = 2,6-4,3 mm, care corespunde aproximativ cu temperatura 670-1020 K. Prin acest tip de generatoare sunt încălzitoare electrice tubulare (TEHs), arzătoare, plăci zharoch LARG suprafață și tigăi, perete dulap.
Prin IR surse de radiație includ (vezi Figura 6.3.) .: generatoare Silit, oscilatoare cu cuarț tubulare, lămpi cu reflector, încălzitoare electrice tubulare (elemente de încălzire), monospirali metalice expuse și radiatoare panou.
încălzitoare electrice Silit sau siliciu din carbură (seny) sunt realizate pe baza silita, adică amestec de carbură de siliciu, siliciu liber și glicerol. Caracterizat printr-o puternică rezistență la temperaturi ridicate de funcționare precum și o scădere a capacității cu creșterea temperaturii. Seny au o serie de avantaje: perioadă de inerție mică (30); încălzirea la o temperatură ridicată; durabilitatea, ușurința de fabricație și de întreținere: un cost relativ scăzut.
Seny fabricate sub forma unei tije cilindrice de secțiune constantă sau variabilă. Seny secțiune transversală constantă făcută dintr-un grosieră de carbură de siliciu, variabilă secțiune transversală - a amenzii. Capetele încălzitorului este acoperit cu oxid de siliciu, aluminiu pentru reducerea rezistenței electrice și a asigura un contact fiabil între miez și conductorii.
Dezavantajele sunt Šenov materialul de oxidare într-un mediu de vapori de apă și reducerea duratei de viață datorită 25-30%. În plus, creșterea de temperatură de funcționare conduce Silit emițător la descompunerea de carbură de siliciu și mărind rezistența electrică de încălzire. Pentru a prelungi durata de viață Senov acestea sunt plasate într-un tub de sticlă de cuarț.
Incalzitoare ceramice constau în spirală și tub ceramic. Bobina poate fi poziționată atât în interiorul cât și în exteriorul tubului ceramic și conțin una sau două metale (de exemplu, bispiral CrNi). Spectrul radiației din bobina ceramic încălzitor electric al tubului, desigur, suma spectrelor tuburilor de radiații și spirale.
încălzire cu cuarț tubulare cu o spirală de wolfram au o capacitate crescută, radiația este concentrată într-un volum mic al tubului. Tubul este evacuat și umplut cu argon la o presiune de 80 kPa, cu adaos de vapori de iod într-o cantitate de 1-2 mg. Acest lucru asigură îndepărtarea plăcii de tungsten de pe suprafața interioară a tubului.
Tubular cuarț tungsten elektronagrevatelis spirală posedă q termică ridicată densitate de flux radiant = (0,6-1,0) H105 W / cm2 și aproape inertialess (randament de modul de funcționare durează câteva zecimi de secundă). Filamentul tungsten este încălzit la o temperatură ridicată (2400-2800 K).
încălzire cu cuarț tubulare cu CrNi spirală operează în intervalul 1350-1570 K. Temperatura spirală elicoidală este realizată din aliaj sau H20N80T OH27YU5A desigilat și plasate într-un tub de cuarț cu un diametru de 18-20 mm. oscilatoare de cristal sunt disponibile în lungimi de la 0,4 la putere 2,0 m, 0.5-7.5 kW. încălzitoare electrice de acest tip sunt utilizate în gril electric.
Generatoare de microunde. Elementul principal este un generator de microunde instalație cu microunde - un dispozitiv în care energia electrică de curent continuu sau alternativ este convertită în energie electromagnetică la frecvențe de microunde. Utilizarea pe scară largă în electrotermice generator de instalații de microunde ca lampă de magnetroane găsite generatoare continue, care sunt caracterizate prin construcție relativ simplă, o capacitate relativ ridicată și eficiență. magnetron Structural (Fig. 6.4) este o diodă cu o anumită structură de anod.
Anodul este sub forma unui inel masiv mucegai bloc de cupru. Catodul acoperit cu oxid de nichel, în interiorul căruia este o bobină de încălzire din tungsten, este alimentat prin terminalele aflate sub tensiune electric. Unitatea de anod (sistemul oscilant) este format dintr-un număr par de cavități conectate cu interiorul canelurilor - spațiul de interacțiune, al cărui centru fortificat cu catod. Pentru a obține bucla de cupru de energie utilizată montată într-unul dintre rezonatoare. Un capăt este lipit de perete, iar celălalt pe linia coaxială merge în waveguide. Capătul exterior al liniei este închisă capota din sticlă sau ceramică rezistentă la căldură, sigilare magnetron.
Pentru a menține căldura în modul exterior al anodului are nervuri sau manta prin care trece apa de răcire. Anodul magnetronului are un potențial pozitiv relativ ridicat la catod. Deoarece corpul anodic este un magnetron, de obicei este întemeiată; catod este la un potențial negativ ridicat. Magnetroane pentru generarea unui continuu dispozitive electrotermice cu microunde au o putere de ieșire de la 0,5 la câteva zeci de kilowați, eficiența lor poate ajunge la 70% și mai sus.