El calentador eléctrico es un equipo de calefacción eléctrica popular a nivel internacional.Se utiliza para calentar, conservar el calor y calentar medios líquidos y gaseosos que fluyen.Cuando el medio calefactor pasa a través de la cámara de calentamiento del calentador eléctrico bajo la acción de la presión, se utiliza el principio de termodinámica de fluidos para eliminar uniformemente el enorme calor generado por el elemento calefactor eléctrico, de modo que la temperatura del medio calentado pueda alcanzar los requerimientos tecnológicos del usuario.
Calentamiento por resistencia
Utilice el efecto Joule de la corriente eléctrica para convertir la energía eléctrica en energía térmica para calentar objetos.Generalmente se divide en calentamiento por resistencia directa y calentamiento por resistencia indirecta.El voltaje de alimentación del primero se aplica directamente al objeto a calentar, y cuando fluye corriente, el objeto a calentar (como una plancha eléctrica) se calentará.Los objetos que puedan calentarse resistivamente directamente deben ser conductores con alta resistividad.Dado que el calor se genera a partir del propio objeto calentado, pertenece al calentamiento interno y la eficiencia térmica es muy alta.El calentamiento por resistencia indirecta requiere materiales de aleación especiales o materiales no metálicos para fabricar elementos calefactores, que generan energía térmica y la transmiten al objeto calentado mediante radiación, convección y conducción.Dado que el objeto a calentar y el elemento calefactor están divididos en dos partes, los tipos de objetos a calentar generalmente no están limitados y el funcionamiento es sencillo.
El material utilizado para el elemento calefactor de calentamiento por resistencia indirecta generalmente requiere alta resistividad, pequeño coeficiente de temperatura de resistencia, pequeña deformación a alta temperatura y no es fácil de fragilizar.Se utilizan comúnmente materiales metálicos como aleaciones de hierro y aluminio, aleaciones de níquel-cromo y materiales no metálicos como carburo de silicio y disiliciuro de molibdeno.La temperatura de trabajo de los elementos calefactores metálicos puede alcanzar 1000～1500℃ según el tipo de material;la temperatura de trabajo de los elementos calefactores no metálicos puede alcanzar 1500 ~ 1700 ℃.Este último es fácil de instalar y puede ser reemplazado por un horno caliente, pero necesita un regulador de voltaje cuando funciona y su vida útil es más corta que la de los elementos calefactores de aleación.Generalmente se utiliza en hornos de alta temperatura, lugares donde la temperatura excede la temperatura de trabajo permitida de los elementos calefactores metálicos y algunas ocasiones especiales.
Calentamiento por inducción
El propio conductor se calienta por el efecto térmico formado por la corriente inducida (corriente parásita) generada por el conductor en el campo electromagnético alterno.De acuerdo con los diferentes requisitos del proceso de calentamiento, la frecuencia del suministro de energía de CA utilizada en el calentamiento por inducción incluye frecuencia eléctrica (50-60 Hz), frecuencia intermedia (60-10000 Hz) y alta frecuencia (superior a 10000 Hz).La fuente de alimentación de frecuencia eléctrica es una fuente de alimentación de CA comúnmente utilizada en la industria, y la mayor parte de la frecuencia eléctrica en el mundo es de 50 Hz.El voltaje aplicado al dispositivo de inducción por la fuente de alimentación de frecuencia industrial para el calentamiento por inducción debe ser ajustable.Según la potencia del equipo de calefacción y la capacidad de la red de suministro de energía, se puede utilizar una fuente de alimentación de alto voltaje (6-10 kV) para suministrar energía a través de un transformador;El equipo de calefacción también se puede conectar directamente a una red eléctrica de bajo voltaje de 380 voltios.
La fuente de alimentación de frecuencia intermedia ha utilizado el grupo electrógeno de frecuencia intermedia durante mucho tiempo.Consta de un generador de frecuencia intermedia y un motor asíncrono de accionamiento.La potencia de salida de tales unidades está generalmente en el rango de 50 a 1000 kilovatios.Con el desarrollo de la tecnología electrónica de potencia, se ha utilizado la fuente de alimentación de frecuencia intermedia con inversor de tiristores.Esta fuente de alimentación de frecuencia intermedia utiliza un tiristor para convertir primero la corriente alterna de frecuencia industrial en corriente continua y luego convertir la corriente continua en corriente alterna de la frecuencia requerida.Debido al tamaño pequeño, peso ligero, ausencia de ruido, operación confiable, etc. de este equipo de conversión de frecuencia, ha reemplazado gradualmente al grupo electrógeno de frecuencia intermedia.
La fuente de alimentación de alta frecuencia generalmente usa un transformador para elevar el voltaje trifásico de 380 voltios a un alto voltaje de aproximadamente 20,000 voltios, y luego usa un tiristor o un rectificador de silicio de alto voltaje para rectificar la corriente alterna de frecuencia eléctrica en corriente continua. y luego utilice un tubo oscilador electrónico para rectificar la frecuencia de potencia.La corriente continua se convierte en corriente alterna de alta frecuencia y alto voltaje.La potencia de salida de los equipos de suministro de energía de alta frecuencia varía desde decenas de kilovatios hasta cientos de kilovatios.
Los objetos calentados por inducción deben ser conductores.Cuando la corriente alterna de alta frecuencia pasa a través del conductor, el conductor produce un efecto de piel, es decir, la densidad de corriente en la superficie del conductor es grande y la densidad de corriente en el centro del conductor es pequeña.
El calentamiento por inducción puede calentar uniformemente el objeto en su conjunto y la capa superficial;puede fundir metal;en alta frecuencia, cambia la forma de la bobina calefactora (también conocida como inductor) y también puede realizar un calentamiento local arbitrario.
Calentamiento por arco
Utilice la alta temperatura generada por el arco para calentar el objeto.El arco es el fenómeno de descarga de gas entre dos electrodos.El voltaje del arco no es alto pero la corriente es muy grande, y su fuerte corriente se mantiene mediante una gran cantidad de iones evaporados en el electrodo, por lo que el arco se ve fácilmente afectado por el campo magnético circundante.Cuando se forma un arco entre los electrodos, la temperatura de la columna del arco puede alcanzar 3000-6000 K, lo que es adecuado para la fundición de metales a alta temperatura.
Hay dos tipos de calentamiento por arco, calentamiento por arco directo e indirecto.La corriente de arco del calentamiento por arco directo pasa directamente a través del objeto a calentar, y el objeto a calentar debe ser un electrodo o medio del arco.La corriente de arco del calentamiento por arco indirecto no pasa a través del objeto calentado y se calienta principalmente por el calor irradiado por el arco.Las características del calentamiento por arco son: alta temperatura del arco y energía concentrada.Sin embargo, el ruido del arco es grande y sus características de voltamperaje son características de resistencia negativa (características de caída).Para mantener la estabilidad del arco cuando se calienta, el valor instantáneo del voltaje del circuito es mayor que el valor del voltaje de inicio del arco cuando la corriente del arco cruza instantáneamente cero, y para limitar la corriente de cortocircuito, Se debe conectar una resistencia de cierto valor en serie en el circuito de alimentación.
Calefacción por haz de electrones
La superficie del objeto se calienta bombardeando la superficie del objeto con electrones que se mueven a alta velocidad bajo la acción de un campo eléctrico.El componente principal para el calentamiento del haz de electrones es el generador del haz de electrones, también conocido como cañón de electrones.El cañón de electrones se compone principalmente de cátodo, condensador, ánodo, lente electromagnética y bobina de desviación.El ánodo está conectado a tierra, el cátodo está conectado a la posición alta negativa, el haz enfocado suele tener el mismo potencial que el cátodo y se forma un campo eléctrico acelerado entre el cátodo y el ánodo.Los electrones emitidos por el cátodo se aceleran a una velocidad muy alta bajo la acción del campo eléctrico acelerador, enfocado por la lente electromagnética y luego controlado por la bobina de desviación, de modo que el haz de electrones se dirige hacia el objeto calentado en un cierto dirección.
Las ventajas del calentamiento por haz de electrones son: (1) Controlando el valor actual, es decir, del haz de electrones, la potencia de calentamiento se puede cambiar fácil y rápidamente;(2) La parte calentada se puede cambiar libremente o el área de la parte bombardeada por el haz de electrones se puede ajustar libremente utilizando la lente electromagnética;Aumentar la densidad de potencia para que el material en el punto bombardeado se evapore instantáneamente.
Calefacción por infrarrojos
Al utilizar radiación infrarroja para irradiar objetos, después de que el objeto absorbe los rayos infrarrojos, convierte la energía radiante en energía térmica y se calienta.
El infrarrojo es una onda electromagnética.En el espectro solar, fuera del extremo rojo de la luz visible, se trata de una energía radiante invisible.En el espectro electromagnético, el rango de longitud de onda de los rayos infrarrojos está entre 0,75 y 1000 micras, y el rango de frecuencia está entre 3 × 10 y 4 × 10 Hz.En aplicaciones industriales, el espectro infrarrojo suele dividirse en varias bandas: 0,75-3,0 micrones son regiones del infrarrojo cercano;3,0-6,0 micrones son regiones del infrarrojo medio;6,0-15,0 micrones son regiones del infrarrojo lejano;15,0-1000 micrones son regiones de infrarrojos extremadamente lejanos.Diferentes objetos tienen diferentes capacidades para absorber rayos infrarrojos, e incluso el mismo objeto tiene diferentes capacidades para absorber rayos infrarrojos de diferentes longitudes de onda.Por lo tanto, en la aplicación de calentamiento por infrarrojos, se debe seleccionar una fuente de radiación infrarroja adecuada según el tipo de objeto calentado, de modo que la energía de radiación se concentre en el rango de longitud de onda de absorción del objeto calentado, para obtener un buen calentamiento. efecto.
La calefacción por infrarrojos eléctrica es en realidad una forma especial de calefacción por resistencia, es decir, una fuente de radiación está hecha de materiales como tungsteno, aleación de hierro-níquel o níquel-cromo como radiador.Cuando se energiza, genera radiación de calor debido a su calentamiento por resistencia.Las fuentes de radiación de calentamiento por infrarrojos eléctricas de uso común son el tipo de lámpara (tipo de reflexión), el tipo de tubo (tipo de tubo de cuarzo) y el tipo de placa (tipo plano).El tipo de lámpara es una bombilla infrarroja con un filamento de tungsteno como radiador, y el filamento de tungsteno está sellado en una carcasa de vidrio llena de gas inerte, como una bombilla normal.Una vez activado el radiador, genera calor (la temperatura es más baja que la de las bombillas de iluminación general), emitiendo así una gran cantidad de rayos infrarrojos con una longitud de onda de aproximadamente 1,2 micrones.Si se reviste una capa reflectante en la pared interior de la carcasa de vidrio, los rayos infrarrojos se pueden concentrar e irradiar en una dirección, por lo que la fuente de radiación infrarroja tipo lámpara también se denomina radiador de infrarrojos reflectante.El tubo de la fuente de radiación infrarroja tipo tubo está hecho de vidrio de cuarzo con un alambre de tungsteno en el medio, por lo que también se le llama radiador infrarrojo tipo tubo de cuarzo.La longitud de onda de la luz infrarroja emitida por el tipo de lámpara y el tipo de tubo está en el rango de 0,7 a 3 micrones y la temperatura de trabajo es relativamente baja.La superficie de radiación de la fuente de radiación infrarroja tipo placa es una superficie plana, que se compone de una placa de resistencia plana.El frente de la placa de resistencia está recubierto con un material con un gran coeficiente de reflexión y el reverso está recubierto con un material con un pequeño coeficiente de reflexión, por lo que la mayor parte de la energía térmica se irradia desde el frente.La temperatura de trabajo del tipo placa puede alcanzar más de 1000 ℃ y puede usarse para recocido de materiales de acero y soldaduras de tuberías y contenedores de gran diámetro.
Debido a que los rayos infrarrojos tienen una gran capacidad de penetración, los objetos los absorben fácilmente y, una vez absorbidos, se convierten inmediatamente en energía térmica;la pérdida de energía antes y después del calentamiento por infrarrojos es pequeña, la temperatura es fácil de controlar y la calidad del calentamiento es alta.Por tanto, la aplicación de la calefacción por infrarrojos se ha desarrollado rápidamente.
Calentamiento medio
El material aislante se calienta mediante un campo eléctrico de alta frecuencia.El principal objeto de calentamiento es el dieléctrico.Cuando el dieléctrico se coloca en un campo eléctrico alterno, se polarizará repetidamente (bajo la acción del campo eléctrico, la superficie o el interior del dieléctrico tendrá cargas iguales y opuestas), convirtiendo así la energía eléctrica en el campo eléctrico en energía térmica.
La frecuencia del campo eléctrico utilizado para el calentamiento dieléctrico es muy alta.En las bandas de onda media, corta y ultracorta, la frecuencia oscila entre varios cientos de kilohercios y 300 MHz, lo que se denomina calentamiento medio de alta frecuencia.Si es superior a 300 MHz y alcanza la banda de microondas, se denomina calentamiento medio por microondas.Normalmente el calentamiento dieléctrico de alta frecuencia se lleva a cabo en el campo eléctrico entre las dos placas polares;mientras que el calentamiento dieléctrico por microondas se realiza en una guía de ondas, una cavidad resonante o bajo la irradiación del campo de radiación de una antena de microondas.
Cuando el dieléctrico se calienta en un campo eléctrico de alta frecuencia, la potencia eléctrica absorbida por unidad de volumen es P=0,566fEεrtgδ×10 (W/cm)
Expresado en términos de calor sería:
H=1.33fEεrtgδ×10 (cal/seg·cm)
donde f es la frecuencia del campo eléctrico de alta frecuencia, εr es la permitividad relativa del dieléctrico, δ es el ángulo de pérdida dieléctrica y E es la intensidad del campo eléctrico.De la fórmula se puede ver que la potencia eléctrica absorbida por el dieléctrico del campo eléctrico de alta frecuencia es proporcional al cuadrado de la intensidad del campo eléctrico E, la frecuencia f del campo eléctrico y el ángulo de pérdida δ del dieléctrico. .E y f están determinados por el campo eléctrico aplicado, mientras que εr depende de las propiedades del propio dieléctrico.Por tanto, los objetos de calentamiento medio son principalmente sustancias con grandes pérdidas de medio.
En el calentamiento dieléctrico, dado que el calor se genera dentro del dieléctrico (el objeto a calentar), la velocidad de calentamiento es rápida, la eficiencia térmica es alta y el calentamiento es uniforme en comparación con otros tipos de calentamiento externo.
El calentamiento de medios se puede utilizar en la industria para calentar geles térmicos, granos secos, papel, madera y otros materiales fibrosos;también puede precalentar plásticos antes del moldeo, así como vulcanizar caucho y unir madera, plástico, etc. Al elegir la frecuencia y el dispositivo del campo eléctrico adecuados, es posible calentar solo el adhesivo al calentar la madera contrachapada, sin afectar la propia madera contrachapada. .Para materiales homogéneos es posible el calentamiento en masa.
Jiangsu Weineng Electric Co., Ltd es un fabricante profesional de varios tipos de calentadores eléctricos industriales, todo está personalizado en nuestra fábrica. ¿Podría compartir sus requisitos detallados? Luego podremos verificar los detalles y hacer el diseño para usted.
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Hora de publicación: 11-mar-2022