主要由電阻絲和隔熱材料組成。電阻絲用于將電能轉(zhuǎn)化為熱能,保溫材料起到保溫的作用。使爐子達到要求的溫度,并有適當?shù)臏囟确植肌4送猓瑺t體還包括爐管、爐架、爐殼、端子等。爐管用于放置樣品,絕緣材料裝在爐殼內(nèi),爐架支撐爐體,接線柱連接電源和電阻絲。
電阻爐是將電能轉(zhuǎn)化為熱能的裝置電熱絲加熱的原理是電流的熱效應。
電流的熱效應:當電流通過電阻時,電流做功消耗電能并產(chǎn)生熱量。這種現(xiàn)象被稱為電流熱效應。實踐證明,電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電流的平方、導體本身的電阻值、電流通過的時間成正比。
電熱絲是常見的發(fā)熱元件,其作用是通電后產(chǎn)生熱量,將電能轉(zhuǎn)化為熱能。電熱絲的應用范圍很廣,很多常見的電熱裝置都會使用電熱絲作為發(fā)熱元件。因此電熱絲在化工、電子、電器、冶金機械、陶瓷玻璃加工等行業(yè)都有應用。
1.電熱絲的工作原理
電熱絲的工作原理和其他金屬發(fā)熱元件一樣,都是金屬通電后的電熱現(xiàn)象。電加熱是指電流通過導體后,電流會產(chǎn)生熱量,被導體傳導。電熱絲本身是金屬導體,通電時會發(fā)熱,提供熱能。
2.電熱絲的分類
根據(jù)電熱絲的化學元素含量和組織結構對電熱絲的類型進行分類。電熱絲的型號有鐵鉻鋁合金電熱絲和鎳鉻合金電熱絲。作為電加熱元件,兩種電熱絲在功能特性上是不同的。
3.鐵鉻鋁合金電熱絲的優(yōu)缺點
鐵鉻鋁合金電熱絲的優(yōu)點是工作溫度高。實驗表明,鐵鉻鋁合金電熱絲的工作溫度可達1400℃。Fe-Al合金電熱絲具有長壽命、高電阻率。
鐵鉻鋁合金電熱絲的缺點是高溫時強度低,隨著溫度的升高塑性會增加。也就是說,鐵鉻鋁合金電熱絲在高溫下容易變形。
4.鎳鉻合金電熱絲的優(yōu)缺點
鎳鉻合金電熱絲的優(yōu)點是高溫環(huán)境下強度高,長期高溫運行后不易變形和結構變化,室溫塑性好。此外,鎳鉻合金電熱絲發(fā)射率高,無磁性,耐腐蝕性好,使用壽命長。
鎳合金電熱絲的缺點是工作溫度無法達到之前電熱絲的水平。鎳合金電熱絲的制造需要使用鎳。這種金屬的價格高于鐵、鉻、鋁,所以鎳鉻合金電熱絲的制造成本較高,不利于成本控制。
電阻絲加熱原理
電熱元件是一種實現(xiàn)電能向熱能轉(zhuǎn)化的元件。各種電熱設備都需要使用電熱元件來產(chǎn)生熱量。電熱元件自問世之日起,就在人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮了重要作用。我們就來看看電熱元件的種類和優(yōu)缺點。
1 、電熱絲
電熱絲是電熱元件,以電加熱為基本工作原理,實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。電熱絲雖然是傳統(tǒng)的電熱元件,但至今沒有被取代。現(xiàn)在電熱絲仍然廣泛應用于各個領域,尤其是工業(yè)生產(chǎn)和實驗室。
電熱絲近年來,鐵鉻鋁合金和鎳鉻合金得到了廣泛的應用,鐵鉻鋁合金的溫度達到了1400℃。在電熱絲的基礎上,近年來發(fā)展了電熱棒、電熱板、電熱板等電熱元件,但其本質(zhì)仍是電熱絲,其原理離不開電加熱。
電熱絲的優(yōu)點是加熱溫度和耐熱溫度高,技術成熟,制造容易,便于在各種電熱設備中應用。電熱絲的缺點是能量轉(zhuǎn)換率低,加熱過程伴隨發(fā)光過程,所以能量轉(zhuǎn)換率只能達到60%到70%。
2.PTC電熱元件
PTC的全稱是正溫度系數(shù),即熱敏電阻,是由導電材料燒結而成的電熱元件。PTC電熱元件是電熱絲之后出現(xiàn)的一種電熱元件。受居里溫度的限制,只能用于350℃以下的加熱,應用于各種小功率低溫電熱器件。
PTC元件的優(yōu)點是加熱時沒有明火,加熱效率可達70%。PTC電熱元件的缺點是抗震性能差,不能隨意切割使用。特別是PTC電熱元件受到居里溫度的限制,不能用于350℃以上的加熱。因此,PTC電熱元件在實際生產(chǎn)生活中的應用只能局限于低溫加熱。
3.導電涂層
導電涂料又稱黑膜,產(chǎn)生于20世紀50年代后期,噴涂在絕緣材料表面后可作為電熱元件使用。導電涂料用途廣泛,但很少用作電熱元件。其優(yōu)點是平面加熱,散熱面積大,抗震性能好,缺點是加熱層容易脫落,只能用于200℃以下的加熱。
4.電熱膜
電熱膜是近年來出現(xiàn)的一種新型電熱元件。它是吸收了PTC和導電涂料的特點而制成的。目前電熱膜主要應用于室內(nèi)采暖和環(huán)境溫度維持,如建筑采暖、孵化室保溫等。
電熱膜具有無明火加熱、表面加熱、熱阻低、導熱快、使用壽命長、易切割分離的優(yōu)點,尤其是電熱膜的電能轉(zhuǎn)換效率高達90%,熱能損耗小。
電熱膜的缺點是加熱速度慢,加熱溫度達不到高值,斷電后散熱速度快。
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