金属管状电热元件

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1、电热管生产中快速设计电阻丝综合参数的技巧大家知道金属管状电热元件的设计程序较为复杂，相关参数较多，要合理最优化的确定电阻丝综合数据，往往需要反复计算，而这些参数的计算又是一环套一环，所以说最佳方案的确定必须花费一定精力和时间。因此说如何快速计算，提高工作效率也是我们电热制造行业广大技术人员的共同愿望，对此本人对这方面的研究的见解与业内人士共同探讨。1、了解熟悉一下电阻加热基本原理及相关内容大家知道将电能转换为热能，并加以利用是电学中的一个重要效应。其以电转化为热的方式也是多种的，据我所知有等离子加热、电子束加热、电弧加热、感应加热和电阻加热

2、(不单纯限于电阻丝加热)。1．1电阻加热：利用导体的电阻而产生热量在相关媒界物质的辅助下加热各种物质是电阻加热的基本原理和工作原理。电阻加热的依赖材料有多种，但是以合金电阻丝作为发热材料是用途最广泛的主流材料，而作为金属管状电热体的电热丝材料基本以镍铬Ni—Cr，铁铬铝Fe—Cr—AL和带钼的铬铝Cr—AL—M0为主要材料。对合金电阻丝最基本的条件和技术要求有：电阻率、电阻值的均匀性、化学稳定性、抗氧化性、高温强度等。1．2电热管用电热丝的相关参数1．2．1电阻率电阻丝的电阻率又称电阻系数或比电阻，它是表示导体抵抗电流通过特性的一个电气参数

3、，导体的电阻率同电阻间的关系如下：R=ρc／sR-导体的电阻ΩL-导体的长摩mS-导体的横断面积(截面积)iIlm2ρ-导体的电阻率μΩ.m电阻率同合金的化学成份，金相结构、工作温度相关，是计算不同规格电阻丝米电阻值的重要数据。所以说我们可以通过以上公式只要知道其材质的电阻率就可以随时计算出各种规格电阻丝的米电阻。(每米长度的电阻值)1．2．2电阻丝的温度系数合金电阻丝随着温度的变化其电阻值(电阻率)也进行变化，这个变化的数值称之为电阻温度系数。在工作温度下的电阻率Pt与20℃时的电阻率P20之比称之为电阻率修正系数，其关系式如下：Ct=R

4、t／RCt-温度为℃时电阻温度系数Rt-温度为t时的电阻值R-温度常温状态下的电阻值如果已知某种牌号电阻丝Ct(电阻温度系数)那么就可以利用以上关系式计算出不同温度时的电阻值。下图是三种主要牌号的电热丝在不同温度下的Ct-t曲线表示。．电阻丝的温度系数在管状电热元件设计时是一个重要参数，直接影响产品的功率大小，实际工作中要参考上图的大致变化曲线，同时要结合元件的实际工作状况进行模拟测试，即在常温状态下电阻值与工作温度下的阻值之比，根据这个系数(实测)确定常温状态下的电阻值。(这里指成品电阻值)1．2．3电热管用电热丝表面负荷丝表面负荷是指电

5、热丝展开总长度的单位表面积所担负的电功率值w／cm²。通常情况下元件的工作条件越差(散热条件差)，丝表面负荷应选择越小，反之元件的工作条件较好(散热条件好)丝表面负荷相对可以选择稍大，当然散热条件取决于加热物质、物体的大小、流体的流动、空气的风速等等条件，如果说单纯以加热介质来定管表面负荷和丝表面负荷这是不全面的。比如说加热元件功率是一样，但是铸造在1Kg铝材和铸造在3Kg材料中其散热条件是不一样。又如说同样是流动空气加热风速不一样其效果是不一要的。所以在考虑加热介质的同时考虑其它条件来决定丝表面负荷才是可靠的。电阻丝的表面负荷计算式为：W

6、／cm²=P／(D.п．L)式中W／cm²-丝表面负荷P-电功率D-电阻丝直径L-展开长度1．2．4绕制圈径根据管状电热元件中的额定电压、额定功率、加热介质条件及所选择确定的丝表面负荷后，确定电阻丝规格并合理地、科学地组装固定到电热元件中央。要达到这一目的就必须要对电阻丝进行螺旋圈绕制(特殊的极少数产品不需要绕制)。在其它条件不变的情况下，合理选择绕制芯棒，达到理想圈径的电热丝也是设计过程中的一个重要内容，具体如下：A.绕制圈径不宜太大、太大了会使电阻丝与金属管的距离减小，这样会降低元件的绝缘耐压性能。其次圈径太大会使电阻丝的机械张力(弹力

7、)减小，这样在加粉过程易带来电阻丝下垂现象，从而带来成品发热不均匀结果。当然有时用户来图对引出棒的直径要求就是大一点，那么我们仍然以整体性能考虑，应该什么样的圈径就是什么样的圈径，宁可把引出棒与电阻丝连接的一端减小直径(见图)进行连接，也不可以影响绕制圈径的合理性。B.圈径不宜太小，绕制圈径太小了会降低电阻丝产生的热量不能快速地传递到金属管外壳。由于不能快速地传递热量，那必然会带来自身温度增高，从而缩短了产品的寿命。其次，对于少数特殊的产品，发热区还很长，但是功率并不大，如果按照正常热负荷计算电阻丝往往是在绕制后密绕长度太短，拉开后丝距太大

8、，好像就逼着往绕制芯棒减小方面发展，其实大有不必，完全可以把电阻丝选择再大一点，或者采用双丝绕制，这样即可解决这一矛盾。从目前大多数厂家设计中对电阻丝与芯棒之间的选择大致是：4＜