Расчет тэна для нагрева: Как рассчитать мощность нагревателя — Дальтэн производство и продажа электронагревательных элементов

Рекомендации по подбору ТЭНов для различных сред

Нагреваемая среда — воздух

Для нагрева воздуха используется два типа ТЭНов:

• ТЭНы для «спокойного» воздуха. Маркировка таких ТЭНов по ГОСТ 13268-88 – «S» и «T». Удельная мощность на единицу поверхности соответственно 2,2 ватт/кв. см и 5,0 ватт/кв. см. Максимальная температура на поверхности – 450 и 650 градусов. Съем тепла с поверхности нагревателя происходит за счет конвекции «спокойного» воздуха, контактирующего с нагретой поверхностью.
• ТЭНы для «подвижного» воздуха, еще их называют «обдуваемые», с маркировкой «О» и «К», удельной мощностью 5,5 Вт/кв. см и 6,5 Вт/кв. см. Съем тепла с поверхности нагревателя осуществляется подвижной струей воздуха, создаваемой, например вентилятором и движется эта струя со скоростью не менее 6 м/с (по ГОСТ). Естественно, что «обдуваемый» ТЭН по сравнению со «спокойным», имея одинаковые характеристики (размеры, материал, напряжение и пр. ), может иметь значительно большую мощность и генерировать на своей поверхности больше тепла. При этом «обдуваемый» ТЭН не перегревается, т.к. избыток тепла интенсивно отбирается движущимся воздухом.

Когда речь идет об обогреве обычных помещений, в которых температуру воздуха нужно поднять до уровня 20-25 градусов, выбор ТЭНов не представляет затруднений: из таблицы ТЭНов на сайте выбирается ТЭН нужного типоразмера, мощности и напряжения, количество ТЭНов определятся общей необходимой мощностью из расчета (в среднем) 1 кВт на 10-12 кв. м площади помещения при стандартной высоте потолка 3 м и общепринятой утепленности здания. При этом температура ТЭНа повышается незначительно, т.е. это собственная температура ТЭНа плюс 20-30 градусов. Иначе обстоит дело, когда температуру воздуха нужно поднять до 150, 200 и даже 250 градусов. Это происходит в сушилках, печках-пекарнях, окрасочных камерах. В этом случае общая температура ТЭНа будет очень высокая: собственная температура ТЭНа плюс 250 градусов окружающего воздуха. Такая температура может неблагоприятно сказаться на «здоровье» ТЭНа – он может попросту перегреться.

Рассмотрим конкретный пример. Допустим, в камере для порошковой окраски изделий необходимо создать температуру +200 градусов. Опуская детали расчета, используем для этой цели ТЭН 140 В13/2,5 Т 220 (трубка длиной 140см, диаметром 13мм, мощностью 2,5кВт, из нержавеющей стали). Этот ТЭН имеет удельную мощность около 4,8 Вт/кв. см, а собственную температуру около 600 градусов. В рабочем режиме температура ТЭНа достигает 600+200=800 градусов, что превышает максимально допустимую температуру ТЭНа. А если учесть «разрешенные» скачки напряжения (+10%), разрешенное отклонение по мощности ТЭНа (+5%), то общая температура ТЭНа может быть еще выше. Долговечность такого ТЭНа становится под вопросом.

Возьмем ТЭН 140 В13/2,0 Т 220 (такой же, как и предыдущий, только мощностью ниже -2,0 кВт вместо 2,5 кВт). У этого ТЭНа удельная мощность равна 3,86 Вт/кв. см, собственная температура – примерно 480 градусов, суммарная температура ТЭНа около 680 градусов, что уже не так критично.

Очевидно, первый ТЭН, как более мощный, разогреет камеру быстрее, количество этих ТЭНов, исходя из необходимой общей мощности для разогрева камеры до нужной температуры, потребуется меньше. Но в конечном итоге эти «плюсы» могут перекрыться «минусами»: более мощные, но перегретые ТЭНы будут чаще выходить из строя, а это потребует более частой остановки окрасочной камеры и сборки-разборки ТЭНовых узлов.

ВЫВОД: при подборе воздушных ТЭНов необходимо увязывать такие параметры, как:

• размеры и материал трубки ТЭНа;
• мощность и собственную температуру ТЭНа;
• эксплуатационные условия — температуру воздуха, качество обдува и др.

Нагреваемая среда – вода

Обозначение этих ТЭНов по ГОСТ 13268-88:

• «Р» — материал трубки ТЭНа – чёрная сталь;
• «J» — материал трубки ТЭНа – нержавеющая сталь.

Допускаемая удельная мощность (Р уд.доп.) на поверхности ТЭНа – 15 Ватт/кв.см. Этот показатель определяет максимально допустимую мощность ТЭНа. При подборе водяных ТЭНов необходимо соблюдать следующие правила:

• Эксплуатируя ТЭН, необходимо предпринять все меры для того, чтобы предотвратить образование на его поверхности «накипи» — это отложения на трубке ТЭНа различных примесей, присутствующих в жидкости. Примеси присутствуют, например, в грязной или жёсткой воде, они обволакивают трубку ТЭНа в виде плёнки различной толщины. Чем толще такая пленка, тем хуже теплопередача от ТЭНа к жидкости, и в какой-то момент ТЭН может перегреться и выйти из строя. Особенно опасна в этом смысле вода, добываемая из артезианских скважин. Поэтому с самого начала эксплуатации ТЭНов необходимо озаботиться установкой всевозможных фильтров и умягчителей жидкости, а также производить профилактическую чистку ТЭНов и резервуаров.
• Активная часть ТЭНа должна быть полностью погружена в жидкость. Напомним, что активная длина ТЭНа равна полной его длине за минусом длины «зоны непрогрева» ТЭНа (это величина, на которую контактная шпилька с торца входит внутрь ТЭНа). Большинство водяных ТЭНов имеют зоны непрогрева А=40 мм, и В=65 мм, поэтому такие ТЭНы должны быть погружены в жидкость практически полностью. В случае применения ТЭНов с другими зонами непрогрева (С=100 мм; D=125 мм; Е=160 мм; F=250 мм; G=400 мм и т.д.) уровень жидкости должен быть выше зоны непрогрева на 20 – 30 мм.
• Иногда по технологическим причинам нагреваемую жидкость необходимо с некоторой периодичностью сливать из резервуара. В этом случае ТЭНы оголяются и из водной среды переходят в воздушную, т.е. работают в режиме смены сред «вода-воздух» (конечно, при сливе жидкости ТЭНы отключают). В таких случая не рекомендуется применять ТЭНы из черной стали, т.к при нагреве, остывании и смене сред черная сталь начинает интенсивно корродировать (ржаветь) и быстро разрушается. А, например, на нержавеющую сталь такие условия пагубного воздействия не оказывают.
• Для установки ТЭНа в резервуаре и его герметизации (уплотнительная прокладка) на торцах ТЭНа закрепляют щтуцера – втулки с резьбой и фланцем под прокладку. Закрепление штуцера на торце ТЭНа производится разными способами. Один из них – опрессовка штуцера специальными пресс-ножницами. Этот способ создаёт прочное и достаточно герметичное соединение штуцера с трубкой ТЭНа, которое позволяет использовать ТЭН при нагреве жидкости в резервуарах с внутренним давлением не более 0,25 мПа ( 2,5 атм.). Т.е в обычных системах отопления, в обычных нагревательных резервуарах ТЭНы с опрессованными штуцерами используются очень широко.

Если же давление в резервуаре превышает 2,5 атм. (например, в парогенераторах), опрессовка штуцера уже не дает достаточной герметичности, и штуцер необходимо либо припаять, либо приварить к трубке ТЭНа. Об этом нужно помнить при заказе ТЭНа, иначе штуцер будет «пропускать» жидкость по трубке ТЭНа, что в конечном итоге выведет его из строя.

В остальном же выбор ТЭНа не должен вызвать затруднений: по таблице на сайте выбирайте мощность, напряжение, длину и диаметр трубки ТЭНа, её материал и форму, необходимые штуцер и контактную часть.

ТЭН для масла.

 

Отгрузка ТЭН для масла в любой регион России, доставка до транспортной компании бесплатно.

При заказе ТЭНа для масла необходимо знать длину, диаметр трубы, мощность, среда, напряжение, форму ТЭНа.

Изготовим ТЭН по Вашим чертежам и тех.заданию.

 Заказать продукцию ТЭН, узнать о наличии, сроках поставки Вы можете позвонив по телефонам или написать заявку по электронной почте:

 моб. 8(916) 579-74-12

 т.ф.(499)948-03-51

 тел. (495) 545-70-88

E-mail:  [email protected]

 

Обогреваемая среда тэна Z (масло).

 

Развернутая длина оболочки ТЭН, см	Диаметр ТЭН, мм	Обогреваемая среда Z (масло)
		Напряжение, В
		36	48	55	60	110	127	220	380
ТЭН-45	8	0,2	0,25	0,25	0,25	0,25	—	—	—
	10	0,32	0,32	0,32	0,32	0,32	0,32	—	—
	13	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	—	—

 

Пример обозначения при заказе:

ТЭН-100 А10/3,15 Р 220 ф. 7 R30 Ш.
100 — развернутая длина трубки ТЭН в см.
А — длина контактного стержня в заделке (А=40 мм, В=65 мм, С=100 мм, D=125 мм, Е=160 мм, F=250 мм, G=400 мм, H=630 мм)
10 — диаметр ТЭН в мм.
3,15 — потребляемая мощность в кВт.
P — рабочая среда (O — воздух, движущийся со скоростью не менее 6м/с, S — спокойный воздух, L — для литейных форм, P — вода, Z — масло)
220 — напряжение питания, В.
ф.7 — типовая форма ТЭН.
R30 — радиус изгиба, мм
Ш — при необходимости оснащение ТЭН штуцером.

При заказе нестандартного ТЭНа ,  отправьте чертеж  чертёж с заданными характеристиками, или запросите опросный лист на ТЭН по электронной почте E-mail: [email protected]

Обозначение нагреваемой среды, максимальная ваттная нагрузка, материал оболочки.

 

Условное обозначение	Нагреваемая среда	Характер нагрева	Максимальная ваттная нагрузка, Вт/см2	Материал оболочки
ТЭН 85J	Вода, слабый раствор кислот (pH от 5 до 7)	Нагревание, кипячение с максимальной температурой на оболочке 100°С	15	Нержавеющая сталь
ТЭН 85P	Вода, слабый раствор щелочей (pH от 7 до 9)	Нагревание, кипячение с максимальной температурой на оболочке 100°С	15	Углеродистая сталь
ТЭН 85S	Воздух, газы и смеси газов	Нагрев в спокойной газовой среде до температуры на оболочке ТЭН 450°С	2,2	Углеродистая сталь
ТЭН 85T	Воздух, газы и смеси газов	Нагрев в спокойной газовой среде с температурой на оболочке ТЭН свыше 450°С	5,0	Нержавеющая сталь
ТЭН 85O	Воздух, газы и смеси газов	Нагрев в движущейся со скоростью 6м/с воздушной среде до температуры на оболочке ТЭН 450°С	5,5	Углеродистая сталь
ТЭН 85K	Воздух, газы и смеси газов	Нагрев в движущейся со скоростью не менее 6м/с воздушной среде с температурой на оболочке ТЭН св. 450°С	6,5	Нержавеющая сталь
ТЭН 85L	Литейные формы, пресс-формы	ТЭН вставлен в паз, имеется гарантированный контакт с нагреваемым металлом, температура на оболочке ТЭН до 450 °С	5,0	Углеродистая сталь
ТЭН 85Z	Жиры, масла	Нагрев в ваннах и др. емкостях, температура до 250 °С	3,0	Углеродистая сталь
ТЭН 85W	Легкоплавкие металлы и сплавы	Нагрев и плавление в ваннах и др. емкостях с температурой на оболочке ТЭН до 450°С	3,5	Углеродистая сталь
ТЭН 85D	Селитра (двойная оболочка)	Нагрев до температуры 600°С	3,5	Нержавеющая/черная сталь
ТЭН 85Н	Селитра	Нагрев до температуры 600°С	3,5	Нержавеющая сталь

 

Для применения в качестве нагревательных элементов вмонтированных в емкость, зачастую используются ТЭНы, от мелких бытовых приборов эл. чайников, или другие подходящие по размерам. Мощность таких ТЭНов, может быть различной. Есть стандартные ТЭНы с обозначением на корпусе мощностью 1.0 киловатт (кВт) и 1.25 кВт. Но есть и другие востребованные мощности, которые можно заказать отдельно или добиться желаемой мощности из соединения нескольких ТЭН.

Бывает, что мощность одного ТЭНа, может не устраивать нужным параметрам, для нагрева куба и быть больше или меньше. В таких ситуациях, для получения необходимой мощности нагрева, можно использовать несколько ТЭНов, путем соединенных последовательно или последовательно-параллельно. Коммутируя различные варианты соединения ТЭНов, переключателем от бытовой эл, плиты, возможно получать различную мощность. Возьмем например восемь врезанных ТЭН мощностью 1.25 кВт каждый, в зависимости от комбинации включения, можно в результате получить следующую мощность.

1. 625 ватт (Вт)
2. 933 Вт
3. 1,25 кВт
4. 1,6 кВт
5. 1,8 кВт
6. 2,5 кВт

Этого диапазона будет достаточно для регулировки и поддержания нужной температуры при перегонке и ректификации. Так же можно получить и иную мощность, добавив количество режимов переключения и используя различные комбинации включения.

Последовательное соединение 2-х ТЭНов по 1.25 кВт и подключение их к сети 220В, в сумме дает 625 Вт. Параллельное соединение, в сумме дает 2.5 кВт.

Для расчета можно прибегнуть к следующей формуле:

Зная напряжение, действующее в сети, это 220Вольт. Зная мощность ТЭНа, обозначенную на его поверхности предположим это 1,25 кВт, значит, нам необходимо узнать силу тока, протекающую в этой цепи. Силу тока, зная напряжение и мощность, узнаем из следующей формулы.

Сила тока = мощность, деленная на напряжение в сети.

Записывается она так: I = P / U.

Где I — сила тока указывается в амперах.

P – мощность указывается в ваттах.

U – напряжение указывается в вольтах.

При подсчете необходимо мощность, указанную на корпусе ТЭН в кВт, перевести в ватты.

1,25 кВт = 1250Вт.   Подставляем известные значения в эту формулу и получаем силу тока.

I = 1250Вт / 220 = 5,681 А

В дальнейшем зная силу тока подсчитываем сопротивление ТЭНа, применяя формулу.

R = U / I, где

R — сопротивление в Омах

U — напряжение в вольтах

I — сила тока в амперах

Подставляем известные значения в формулу и узнаем сопротивление 1 ТЭНа.

R = 220 / 5.681 = 38,725 Ом.

В последующем подсчитываем общее сопротивление всех последовательно соединенных ТЭНов. Общее сопротивление будет равно сумме всех сопротивлений, соединенных последовательно ТЭНов

Rобщ = R1+ R2 + R3 и т.д.

В итоге, два последовательно соединенных ТЭНа, имеют сопротивление равное 77,45 Ом. Остается подсчитать мощность выделяемую этими двумя ТЭН.

P = U² / R где,

P — мощность в ваттах

U² — напряжение в квадрате, в вольтах

R — общее сопротивление всех посл. соед. ТЭНов

P = 624,919 Вт, округляем до значения 625 Вт.

 

Далее при необходимости можно подсчитать мощность любого количества последовательно соединенных ТЭНов, или ориентироваться на таблицу.

В таблице 1.1 приведены значения для последовательного соединения ТЭНов.

Таблица 1.1

 

Кол-во ТЭН	Мощность (Вт)	Сопротивление (Ом)	Напряжение (В)	Сила тока (А)
1	1250,000	38,725	220	5,68
Последовательное соединение
2	625	2 ТЭН = 77,45	220	2,84
3	416	3 ТЭН =1 16,175	220	1,89
4	312	4 ТЭН=154,9	220	1,42
5	250	5 ТЭН=193,625	220	1,13
6	208	6 ТЭН=232,35	220	0,94
7	178	7 ТЭН=271,075	220	0,81
8	156	8 ТЭН=309,8	220	0,71

В таблице 1. 2 приведены значения для параллельного соединения ТЭНов.

Таблица 1.2

 

Кол-во ТЭН	Мощность (Вт)	Сопротивление (Ом)	Напряжение (В)	Сила тока (А)
Параллельное соединение
2	2500	2 ТЭН=19,3625	220	11,36
3	3750	3 ТЭН=12,9083	220	17,04
4	5000	4 ТЭН=9,68125	220	22,72
5	6250	5 ТЭН=7,7450	220	28,40
6	7500	6 ТЭН=6,45415	220	34,08
7	8750	7 ТЭН=5,5321	220	39,76
8	10000	8 ТЭН=4,840	220	45,45

Не маловажное преимущество при последовательном соединении ТЭН это уменьшенный в несколько раз протекающий через них ток, и соответственно небольшой нагрев корпуса нагревательного элемента,

Расчеты выполнены для ТЭНов, мощностью 1. 25 кВт. Для ТЭНов другой мощности, общую мощность нужно пересчитать согласно закона Ома, пользуясь выше приведенными формулами.

Если вы заинтересованы что бы тэны были доставлены до терминала вашего города или адресата, укажите это в предварительной заявке и менеджер выставит счет и включит в стоимость продукции доставку тэнов.

При отгрузки продукции Тэн транспортной компанией необходимо указать нужна ли дополнительная упаковка.

Инструкция по эксплуатации ТЭНов электрических.

Данная инструкция по эксплуатации тэн определяет обязательные условия для правильного монтажа и эксплуатации трубчатых электронагревателей (ТЭН) c целью техники безопасности при монтаже, эксплуатации и увеличения ресурса ТЭНов электрических, для различных сред.

1. Подготовка ТЭНа электрического к монтажу.

Перед монтажом ТЭН электрический необходимо: 
1.1. Удалить с оболочки тэн антикоррозионную смазку. 
1. 2. Очистить поверхность изоляторов и контактных стержней тэна. 
1.3. Проверить сопротивление изоляции в холодном состоянии. При падении сопротивления изоляции ниже 0,5 МОм, ТЭН нужно просушить при температуре от +120 до +150С в течение 4-6 часов. Допускается сушка нагревателей Тэна путем подключения их на пониженное напряжение или последовательно по несколько штук.

2. Монтаж ТЭН электрический.

2.1. Монтаж электронагревателей ТЭН к нагреваемому устройству нужно осуществлять с помощью крепежной арматуры (штуцеров, зажимов, хомутов, кронштейнов, стяжек, скоб).

2.2. Не разрешается крепление электронагревателей ТЭН за контактные стержни.

2.3. При установке ТЭН на объекте нужно руководствоваться ПУЭ, ПТЭ и ПТБ электроустановок потребителей. Присоединение ТЭН а электрического к питающей сети производится проводниками сечением не менее 1,5 мм2, оснащенными наконечниками по ГОСТ 7386.

2.4. При монтаже тэн нужно учитывать, что тэны электрические при работе не должны соприкасаться друг с другом, минимально допустимое расстояние между тэнами – 5 мм.

2.5. Монтаж тэнов электрических работающих в жидких средах осуществляется таким образом, чтобы активная часть тэна нагревателя полностью находилась в жидкости.

2.6. Все токоведущие детали тэна нужно защитить от случайного прикосновения и от попадания влаги.

2.7. Корпус каждого тэна следует надежно заземлить.

2.8. С целью оперативного выявления выхода из строя любого нагревательного тэна, помещенного в агрегат, рекомендуется подключить тэн к сети через индивидуальные плавкие вставки.

2.9. Все монтажные и демонтажные работы тэном нужно производить при снятом напряжении.

3. Эксплуатационные требования тэна электрического.

3.1. Трубчатые электронагреватели тэн должны работать только в той среде, для нагрева которой были изготовлены.

3.2. Дорабатывать и изменять конструкцию ТЭН у потребителя запрещается.

3.3. При эксплуатации тэна нужно следить за состоянием контактных стержней и токоподводящих проводов, не допуская ослабления соединений.

3.4. Подтягивать контактные гайки следует осторожно, и не допускать проворачивания контактных стержней в корпусе ТЭН.

3.5. Попадание влаги на контактные выводы тэнов не допускается.

3.6. Контактные выводы тэна должны хорошо омываться естественным или искусственным потоком холодного воздуха. Высокая температура в зоне герметика торцов нагревателя (свыше 150 оС) снижает срок службы тэн электрический.

3.7. Активная часть ТЭНа должна полностью находится в рабочей зоне.

3.8. При эксплуатации изделия  ТЭНа в жидких средах уровень жидкости должен постоянно находиться выше границы активной части нагревателя, а оболочка ТЭН должна периодически очищаться от накипи.

3.9. При нагревании твердых тел (деталей штампов, пресс-форм, литейных форм) должен быть обеспечен надежный тепловой контакт оболочки электронагревателя тэн с нагреваемой средой.

4. Условия транспортировки и хранения тен электрический.

4.1. Перевозка тэн электрический допускается всеми видами транспорта при условии защиты от влаги и механических повреждений. 4.2. Хранение ТЭН необходимо осуществлять в отапливаемых и вентилируемых помещениях. Температура окружающего воздуха – от +5 до +40 оС. Среднее значение относительной влажности – до 65% при +20 оС.

Доставка продукции Тэн для масла до транспортной компании бесплатно, при отгрузки надо сообщить нужна ли  дополнительная упаковка. ТЭн электрический. ТЭН изготовим,ТЭНы в наличии и под заказ.

Время последней модификации
1660117011

Расчетные факторы нагревательного элемента

Ad·
jlcelectromet.com/heating-alloys

Специальные никелевые сплавы мирового класса для нагревательных элементов

JLC Electromet Pvt. Ltd. является одним из ведущих мировых производителей из специальных сплавов на основе никеля в формах проволоки, прутка, полосы и ленты . Сертифицированный по стандарту ISO:9001 производитель никелевого сплава в Индии , который является вертикально интегрированным и поставка в более чем 50 стран . Никель-хромовые, медно-никелевые и другие сплавы для Нагрева и сопротивления .

E: [email protected]
Тел.: +91 (141) 233 1215

Нажмите здесь, чтобы узнать о ваших требованиях к любому типу никелевых сплавов

---

Проектирование нагревательных элементов

Звучит очень просто и понятно, но инженеры должны учитывать множество различных факторов при их проектировании. Существует примерно 20-30 различных факторов, влияющих на характеристики типичного нагревательного элемента, включая такие очевидные вещи, как напряжение и ток, длина и диаметр элемента, тип материала и рабочая температура. Существуют также определенные факторы, которые необходимо учитывать для каждого типа элемента. Например, в спиральном нагревательном элементе, изготовленном из круглой проволоки, диаметр проволоки и форма витков (диаметр, длина, шаг, натяжение и т. д.) являются одними из факторов, которые критически влияют на производительность. При использовании ленточного нагревательного элемента необходимо учитывать толщину и ширину ленты, площадь поверхности и вес.

И это только часть истории, потому что нагревательный элемент не работает изолированно: вы должны учитывать, как он впишется в более крупный прибор и как он будет вести себя во время использования, когда он используется по-разному. Как, например, ваш элемент будет поддерживаться внутри своего устройства изоляторами? Насколько большими и толстыми они должны быть, и повлияет ли это на размер устройства, которое вы делаете? Например, подумайте о различных типах нагревательных элементов, которые вам понадобятся в паяльнике, размером с ручку и большом конвекторе. Если у вас есть элемент, «задрапированный» между опорными изоляторами, что произойдет с ним, когда он нагреется? Будет ли он слишком сильно провисать и вызовет ли это проблемы? Вам нужно больше изоляторов, чтобы предотвратить это, или вам нужно изменить материал или размеры элемента? Если вы проектируете что-то вроде электрического камина с несколькими нагревательными элементами, расположенными близко друг к другу, что произойдет, если их использовать по отдельности или в комбинации? Если вы проектируете нагревательный элемент, который обдувается воздухом, как в конвекторе или фене, можете ли вы создать достаточный поток воздуха, чтобы предотвратить перегрев элемента и резкое сокращение срока его службы? Все эти факторы должны быть сбалансированы друг с другом, чтобы продукт был эффективным, экономичным, долговечным и безопасным.

Расчет нагревательного элемента

Следующие расчеты дают руководство по выбору проволочного нагревательного элемента электрического сопротивления для вашего применения

Расчеты конструкции нагревательного элемента сопротивление и таблица температуростойкости.

Для работы в качестве нагревательного элемента лента или проволока должны противостоять потоку электричества. Это сопротивление преобразует электрическую энергию в тепло, которое связано с удельным электрическим сопротивлением металла и определяется как сопротивление единицы длины единицы площади поперечного сечения. Линейное сопротивление отрезка ленты или провода можно рассчитать по его удельному электрическому сопротивлению.

Где:

• ρ = Удельное электрическое сопротивление (мкОм·см)
• R = Сопротивление элемента при 20 °C (Ом)
• d = Диаметр провода (мм)
• t = Толщина ленты (мм)
• b = Лента ширина (мм)
• l = длина ленты или проволоки (м)
• a = площадь поперечного сечения ленты или проволоки (мм²)

для круглой проволоки

a = π x d² / 4

29 Для ленты

a = t x (b — t) + (0,786 x t²)

R = (ρ x l / a) x 0,01

В качестве нагревательного элемента лента имеет большую площадь поверхности и, следовательно, более эффективное излучение тепла в предпочтительном направлении, что делает ее идеальной для многих промышленных применений, таких как инжекция ленточные нагреватели пресс-форм.

Важной характеристикой этих сплавов с электросопротивлением является их стойкость к нагреву и коррозии, что обусловлено образованием оксидных поверхностных слоев, препятствующих дальнейшей реакции с кислородом воздуха. При выборе рабочей температуры сплава необходимо учитывать материал и атмосферу, с которыми он контактирует. Поскольку существует так много типов приложений, переменных в конструкции элемента и различных условий эксплуатации, следующие уравнения для конструкции элемента приведены только в качестве руководства.

Электрическое сопротивление при рабочей температуре

За очень немногими исключениями сопротивление металла зависит от температуры, что необходимо учитывать при проектировании элемента. Поскольку сопротивление элемента рассчитывается при рабочей температуре, необходимо найти сопротивление элемента при комнатной температуре. Чтобы получить сопротивление элемента при комнатной температуре, разделите сопротивление при рабочей температуре на коэффициент термостойкости, показанный ниже:

Где:

• F = Коэффициент термостойкости
• R _t = Сопротивление элемента при рабочей температуре (Ом)
• R = Сопротивление элемента при 20°C (Ом)

R = 16 R 90910 / F

Нагрузка на площадь поверхности

Можно спроектировать нагревательный элемент различных размеров, каждый из которых теоретически должен обеспечивать желаемую мощность нагрузки или удельную мощность, рассеиваемую на единицу площади. Однако важно, чтобы нагрузка на поверхность нагревательного элемента не была слишком высокой, поскольку передача тепла от нагревательного элемента путем теплопроводности, конвекции или излучения может быть недостаточно быстрой, чтобы предотвратить его перегрев и преждевременный выход из строя.

Рекомендуемый диапазон поверхностной нагрузки для данного типа прибора и нагревательного элемента показан ниже, но он может быть ниже для нагревательного элемента, работающего с более частыми рабочими циклами, или при температуре, близкой к максимальной, или в агрессивных средах.

здесь.

Ленточный нагреватель Mica-Wound

9

Где:

• В = Напряжение (В)
• Вт = Мощность (Ватт)
• S = нагрузка на площадь поверхности (Вт/см²)
• R _t = сопротивление элемента при рабочей температуре (Ом)
• R = сопротивление элемента при 20°C (Ом)
• F = Коэффициент термостойкости
• I = Длина провода (м)
• A = Сопротивление на метр (Ом/м)

Вот как выполняются проектные расчеты:

1. Рассчитайте диаметр провода и требуемой длины, работающей при максимальной температуре C°C, полное сопротивление элемента при рабочей температуре (R _t ) будет:

R _t = V² / Вт

2.  При использовании удельного нагрева проволока из сплава элемента, найдите коэффициент термостойкости при рабочей температуре C°C как F, таким образом, общее сопротивление элемента при 20°C (R) будет:

R _t = R _t / F

3. Зная размеры типа нагревательного элемента, можно оценить длину провода, который можно намотать на него. Таким образом, сопротивление, необходимое на метр провода, будет:

A = R / L

4. Найдите провод нагревательного элемента стандартного диаметра, сопротивление на метр которого ближе всего к A.

5. Для проверки фактической длины провода (L):

L = R / A

Изменение длины провода нагревательного элемента может означать добавление или уменьшение шага провода для достижения требуемого значения общего сопротивления.

6. Для проверки нагрузки на площадь поверхности (S):

S = W / (l x d x 31,416)

Эта нагрузка на площадь поверхности должна находиться в пределах диапазона, указанного в таблице выше для типа нагревательного элемента, учитывая, что более высокая значение дает более горячий элемент. Нагрузка на площадь поверхности может быть выше или ниже, если считается, что теплопередача лучше или хуже, или в зависимости от важности срока службы нагревательных элементов.

Если расчетная нагрузка на площадь поверхности слишком высока или низка, следует пересчитать, изменив один или несколько из следующих параметров:

• Длина и диаметр проволоки
• Марка сплава нагревательного элемента

Спиральные или спиральные элементы

Проволочные нагревательные элементы, сформированные в виде змеевика, позволяют размещать провод подходящей длины в относительно небольшом пространстве, а также поглощают эффекты теплового расширения. При формировании катушки необходимо соблюдать осторожность, чтобы не повредить проволоку надрезом или истиранием. Также важна чистота нагревательного элемента. Максимальное и минимальное рекомендуемое соотношение внутреннего диаметра катушки к диаметру проволоки составляет 6:1 и 3:1. Длину намотанной катушки можно найти по приведенному ниже уравнению.

Где:

• d = диаметр проволоки (мм)
• D = внутренний диаметр катушки (мм)
• L = длина проволоки (м)
• X = длина намотанной катушки (мм)

X = L x d x 1000 / π x (D + d)

При растяжении этой близко намотанной катушки растяжение должно составлять примерно 3:1, так как более тесная намотка приведет к более горячим виткам.

Помимо случайных повреждений срок службы нагревательного элемента могут сократить локальные прогары (горячие точки). Это может быть вызвано изменением поперечного сечения провода (например, зазубрины, растяжения, изгибы) или экранированием области, где нагревательный элемент не может свободно рассеивать свое тепло, или плохими опорными точками или выводами.

Проектирование ленточного элемента

Метод проектирования ленточного нагревательного элемента аналогичен методу, используемому при проектировании нагревательного элемента из круглой проволоки.

Где:

• b = ширина ленты (мм)
• t = толщина ленты (мм)

Вот как выполняются расчеты конструкции ленточного нагревательного элемента:

1. Рассчитать размер ленты и длина, необходимая для конкретного нагревательного элемента в нагревателе, работающем при максимальной температуре C°C, общее сопротивление элемента при рабочей температуре (Rt) составит:

R _t = V² / Вт

2. Используя проволоку из специального сплава нагревательного элемента, найдите коэффициент термостойкости при рабочей температуре C°C как F, таким образом, полное сопротивление элемента при 20°C (R) составит:

R _t = R _t / F

3. Зная размеры нагревателя, можно оценить длину ленты, которую можно намотать на него. Таким образом, сопротивление, необходимое на метр ленты, составит:

·

A = R / L

4. Найдите ленту нагревательного элемента стандартного размера b мм x t мм, имеющую стандартное сопротивление на метр стандартного размера, близкое к A ом/м.

5. Для проверки фактической длины ленты (L)

L = R / A

Изменение длины ленты может означать изменение шага ленты для достижения требуемого значения общего сопротивления.

6. Для проверки нагрузки на площадь поверхности (S):

S = W / 20 x (b + t) x L

Если расчетная нагрузка на площадь поверхности слишком высока или низка в соответствии с приведенной выше таблицей, следует пересчитать, изменив один или несколько из следующих параметров:

– Длина и размер ленты

Практические соображения по проектированию

В этой статье обсуждаются общие вопросы, касающиеся факторов использования, ухода и обслуживания, связанных с обеспечением долговечности электрических нагревателей и печей. Сложность вопросов, касающихся нагревателей резистивного типа, указывает на необходимость универсального руководства в качестве отправной точки.

• Рекомендации по электрическим проводам
• Выводы нагревательных элементов и силовые соединения
• Типы выводов
  • Одножильные выводы
  • Выводы для витой пары
  • Стержневые выводы

  5019

  • Прокладка 08 или стержневой провод 08
  • Радиус изгиба
  • Хрупкость
  • Заделки
  • Защита свинца
  • Ремонт
  • Транспортировка, хранение, факторы окружающей среды
  • Вибрации
  • Загрузка
  • Процедура сушки
    • Закладные элементы
    • Огнеупорные материалы
  • Циклирование

  Соображения относительно электрических проводов

  Необходимо учитывать не только тип электрического нагревательного элемента, но и его требования к мощности, размещению и мощности. необходимо учитывать различные типы используемых электрических проводов и способы их вывода и окончания отапливаемой зоны. Некоторые соображения при выборе потенциальных клиентов перечислены ниже:

  • Температура области выводов
  • Гибкость
  • Относительная стоимость
  • Загрязнения в области выводов
  • Требуемая стойкость к истиранию
  • Удобство управления

  Некоторые нормы, которые необходимо соблюдать в отношении электрические соединения с электрическими нагревательными элементами в нагревателях перечислены ниже:

  • Напряжение сети должно соответствовать номинальному напряжению нагревателя.
  • Электрическая проводка нагревателя должна быть проложена в соответствии с национальными и местными электротехническими нормами.
  • Всегда соблюдайте полярность. Соседние провода всегда должны быть подключены к одной и той же полярности. Несоблюдение полярности может привести к преждевременному выходу из строя нагревателя.

  Типы проводов

  Провода элементов для подключения электрических нагревательных элементов доступны в самых разных стилях, но обычно их можно сгруппировать в определенные категории, которые включают следующее:

  • Одножильный проводник
  • Витая пара
  • Стержень
  • Прокладка или стержень

  Одножильный проводник

  Одножильный проводник является наиболее распространенным и в основном стандартной формой поставки для керамических и вакуумно-формованных волокон, нагревательных элементов, нагревательных элементов .

  Провода типа «витая пара»

  Витая пара означает вывод, в котором проводник элемента загибается на себя, а затем скручивается определенным образом. Этот тип конфигурации отведений рекомендуется, когда это возможно.

  Поводки для стержней

  Поводки для стержней включают в себя крепление более тяжелого поводка к фактическому элементу. Обычно к проводнику нагревательного элемента приваривается стержень.

  Подушечка или направляющая стержня

  Подушечка или направляющая стержня аналогичны по своей природе концепции стержня, только в том, что либо используется плоский стержень, либо если в элементе используется «полоса» вместо проволоки, полоска часто загибается на себя один раз. или вдвое, чтобы увеличить площадь поперечного сечения. Этот тип провода используется с нагревательными элементами на основе волокна

  Радиус изгиба

  Должна быть предусмотрена возможность изгиба провода от нагревательных элементов в соответствии с требованиями заказчика. Минимальный радиус изгиба проволоки должен быть в четыре-восемь раз больше диаметра проволоки. Это правило распространяется как на железо-хромо-алюминиевые сплавы, так и на никель-хромовые сплавы. В очень холодных условиях сплавы железо-хром-алюминий могут сломаться или треснуть при изгибе.

  Хрупкость

  Традиционные железо-хромо-алюминиевые материалы становятся хрупкими при достижении температуры 950°C, и это происходит немедленно. Сплавы на основе порошковых металлов также становятся хрупкими при нагревании, хотя это происходит более постепенно и зависит от температуры и времени. Важно охлаждать эти сплавы до цветовой температуры выше 500°F, чтобы их можно было перемещать без каких-либо механических повреждений. Они также становятся хрупкими при низких температурах, поэтому, если с ними нужно работать, лучше иметь температуру около 70 ° F или выше. Также важно отметить, что при сварке этих сплавов близлежащие участки становятся хрупкими, поэтому с ними следует обращаться осторожно.

  Заделки

  Правильные заделки имеют решающее значение для успешного применения нагревательного элемента и, если они не выполнены должным образом, резко повлияют на срок службы элемента. Важно убедиться, что большая часть подводящего провода элемента находится в тесном физическом контакте с фактической концевой заделкой.

  Защита выводов

  Часто желательно нанести защитное покрытие на выводы элемента. Это может потребоваться по электрическим или механическим соображениям. Выбор защитного экрана для проводов должен производиться с большой осторожностью. Как правило, следует избегать использования самоклеящихся лент, так как даже в высокотемпературных сортах используется мастика/клей на органической основе, которые могут распадаться на вещества на основе углерода. Они могут реагировать с проволокой, вызывая ее охрупчивание, коррозию и проникновение углерода. Классы изоляции должны быть тщательно изучены. При работе с огнеупорными материалами на основе волокна следует носить одобренный респиратор, особенно если нагреватель долгое время находился при высокой температуре и подлежит замене.

  Полезные методы и предложения

  Некоторые полезные методы обращения с нагревательными элементами печи перечислены ниже:

  • Оборудование необходимо содержать в чистоте, особенно вокруг клемм, корпуса электропроводки и самого нагревателя, используя программу регулярного технического обслуживания.
  • Должна использоваться внешняя проводка, выдерживающая температуру. Крайне важно избегать использования проводов с восковой, резиновой, термопластичной или пропитанной изоляцией для высокотемпературных нагревателей.
  • Везде, где это возможно, необходимо использовать теплоизоляцию, чтобы снизить потери тепла и стоимость эксплуатации.

  Нагревательные элементы печей нуждаются в хорошем обслуживании, чтобы гарантировать, что они служат своей цели и остаются полезными в течение всего срока службы.

  Статья предоставлена ​​AZoM.com — Сайт AZoNetwork

  Обсуждение конструкции ТЭНа и причин его выхода из строя. Конструкция нагревательных элементов основана на использовании проволоки для нагревательного элемента, которая может быть круглой или прямоугольной, как лента. Зная электрическую мощность и ее напряжение, можно определить размер и длину провода, необходимого для проектирования нагревательного элемента.

  ---

  Объявление·
  jlcelectromet.com/heating-alloys

  Специальные никелевые сплавы мирового класса для нагревательных элементов

  JLC Electromet Pvt. Ltd. является одним из ведущих мировых производителей из специальных сплавов на основе никеля в формах проволоки, прутка, полосы и ленты . Сертифицированный по стандарту ISO:9001 производитель никелевого сплава в Индии , который является вертикально интегрированным и поставляет продукцию в более чем 50 стран . Никель-хромовые, медно-никелевые и другие сплавы для Нагрева и сопротивления .

  E: [email protected]
  Тел.: +91 (141) 233 1215

  Ad·

  Для получения дополнительной информации посетите JLC Electromet Pvt. Ltd. — ведущий мировой производитель никелевых сплавов или свяжитесь с ними через форму ниже:

  Нагреватель

  — Что определяет мощность, потребляемую нагревательным элементом?

  \$\начало группы\$

  Я пытаюсь понять основную концепцию работы такого электронного оборудования.

  Например, если у меня есть линия электропередач 220В 10А, когда я подключу к ней нагревательный элемент, он будет потреблять всю доступную мощность?

  Что определяет мощность, потребляемую нагревательным элементом, без внешнего инструмента для ограничения потребляемой мощности? Это его сопротивление? Или это напряжение и сила тока источника питания? Если да, то как формула?

  Дополнительные вопросы, что обычно используется для ограничения мощности, потребляемой таким оборудованием, и как это работает?

  • силовая электроника
  • обогреватель

  \$\конечная группа\$

  7

  \$\начало группы\$

  Например, если у меня есть линия электропередач 220В 10А, то когда я подключу к ней нагревательный элемент, он будет потреблять всю доступную мощность?

  1. Все источники питания/линии питания имеют максимально допустимый ток. Если ваш нагревательный элемент пытается потреблять 11 А, а максимальный выходной ток вашего источника питания/линии питания составляет 10 А, то выходное напряжение вашего источника питания/линии питания будет падать (например, с 220 В до 200 В) до тех пор, пока не будет 10 А, поскольку это это его максимальный выходной ток.

  Если вы хотите, чтобы нагревательный элемент потреблял всю доступную мощность, его сопротивление должно быть \$ R=\dfrac{V}{I}=\dfrac{220V}{10A}=22Ω.\$ С нагревательным элементом 22 Ом, вам удастся привлечь 10 ампер. Если сопротивление больше 22 Ом, ток будет меньше. Если сопротивление меньше 22 Ом, он попытается потреблять больше тока (см. 2.), но не сможет. В результате он будет потреблять 10А и напряжение источника начнет падать.

  Без внешнего инструмента для ограничения потребляемой мощности, что определяет, сколько энергии будет потреблять нагревательный элемент? Это сопротивление? Или это напряжение и сила тока источника питания? Если да, то как формула?

  2. Оба. Сопротивление нагревательного элемента будет определять ток, который он ПЫТАЕТСЯ потреблять, а также следует закону Ома (\$ I=V/R \$), поэтому и входное напряжение, и сопротивление определяют потребляемый ток. Я говорю «попробовать» рисовать, поскольку из-за (1.) это ограничено текущей мощностью источника питания.

  Дополнительные вопросы, что обычно используется для ограничения мощности, потребляемой таким оборудованием, и как это работает?

  Зависит от того, что вы пытаетесь сделать, приложения, типа входной мощности (AC/DC).

  \$\конечная группа\$

  3

  \$\начало группы\$

  Если предположить, что нагревательный элемент представляет собой чистый резистор, потребляемая мощность будет определяться напряжением источника (220 В в вашем случае) и сопротивлением нагревательного элемента. 2}{R}$$ 92}{30 Ом} \ приблизительно 1613 Вт$$

  Что касается вашего дополнительного вопроса, есть несколько распространенных способов управления этой мощностью.

  Дешевый обогреватель может просто иметь два нагревательных элемента с разным сопротивлением и переключатель, позволяющий подключать питание только к маломощному элементу, только к высокомощному элементу или к обоим элементам, что дает вам четыре (включая выключение) настройки питания.

  Другой метод, обычно используемый в плитах, заключается в включении и выключении нагревательного элемента с заданным рабочим циклом. Если элемент выдает 1 кВт в течение 70% времени и выключен в остальные 30% времени, средняя выходная мощность составит 700 Вт. В этих приложениях тепловая нагрузка обычно достаточно высока, чтобы сгладить колебания, так что включение и выключение может выполняться довольно медленно (несколько секунд между переключениями).

  \$\конечная группа\$

  2

  \$\начало группы\$

  Мощность «P», потребляемая нагревательным элементом, определяется его рабочим напряжением «V» и рабочим током «I».

  P = V * I

  Рабочий ток «I» определяется рабочим напряжением элемента и его сопротивлением «R».

  I = V / R

  Расчетные электрические параметры нагревательного элемента, т. е. его рабочее напряжение и мощность, указаны на заводской табличке, чтобы пользователь мог сделать выбор в зависимости от требований.

  Например, нагревательный элемент с маркировкой 240 В ~ 1,5 кВт потребляет всего 1,5 кВт от источника 240 В ~, к которому он подключен. Ток, потребляемый элементом, будет = 1,5 * 1000 / 240 = 6,25 А.

  Однако он будет подаваться с использованием кабеля 14 AWG, защищенного предохранителем или автоматическим выключателем на 15 А, чтобы свести к минимуму падение напряжения и нагрев кабеля.

  Температура нагревателя может изменяться путем включения/выключения с помощью «регулятора энергии», известного как «Simmerstat».

  Включение/выключение с обратной связью или ШИМ-управление также могут осуществляться с обратной связью от датчика температуры.

  ---

  Опубликовано

  10.04.2022

  в

  Популярное

  от

  admin

  Метки:

  Комментарии

  Добавить комментарий Отменить ответ

  Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

  Комментарий *

  Имя *

  Email *

  Сайт

Прибор	Тип элемента	Рекомендуемая поверхностная нагрузка Диапазон (Вт/см²)
Пожар	Спиральный элемент на открытом воздухе	4,5 – 6,0
Огненный	Карандашный стержень	6,0 – 9,5
9	4,0 – 5,5
Тостер	Слюда -Намоточный элемент	3,0 – 4,0
Конвектор	Спиральный элемент	3,5 – 4,5
Накопительный нагреватель	Спиральный элемент	1,5 – 2,5
Тепловентилятор	Спиральный элемент	9 9 9 18,0 15,0	Элемент печи	Трубчатый элемент Элемент с кожухом	8,0 – 12,0
Элемент гриля	15,0 – 20,0
Конфорка	17,0 – 22,0
Водяной погружной нагреватель	25,0 – 35,0
Элемент чайника	35,0 – 50,0