- Uma análise abrangente da estrutura para a condução de calor
O elemento de aquecimento líquido é um dispositivo de conversão de aquecimento elétrico comum amplamente utilizado em equipamentos como aquecedores de água, caldeiras, máquinas de café, reatores industriais etc. Sua função principal é converter energia elétrica em energia térmica e líquidos de calor por condução ou convecção térmica. Este artigo fornecerá uma análise aprofundada da estrutura, materiais, princípios de trabalho e cenários de aplicação.
1 、 Estrutura típica do tubo de aquecimento líquido
O projeto de tubos de aquecimento líquido precisa equilibrar a eficiência e a segurança da condutividade térmica, incluindo principalmente os seguintes componentes -chave:
Elemento de aquecimento
Material do núcleo: fio de resistência (comumente feito de liga de cromo de níquel, liga de alumínio do cromo de ferro), que gera energia térmica devido ao efeito de resistência após ser energizado.
Camada de isolamento: óxido de magnésio (MGO) em pó enrolado em torno do fio de resistência, que combina isolamento e condutividade térmica.
Bainha de metal
Material: Aço inoxidável (resistente à corrosão), cobre (alta condutividade térmica) ou liga de titânio (resistente a ácido e álcalis).
Função: proteja a estrutura interna, evite a infiltração líquida e transfira calor para o líquido.
Estrutura de vedação
A extremidade é selada com borracha ou cerâmica para garantir que não haja risco de vazamento quando o tubo de aquecimento é imerso em líquido por um longo tempo.
! [Diagrama esquemático da estrutura do tubo de aquecimento líquido]
(Um diagrama estrutural pode ser inserido aqui, indicando os nomes de cada componente)
2 、 Princípio de trabalho: o processo de conversão de energia elétrica em energia térmica
1. A lei de Joule aciona o aquecimento
Quando a corrente passa por um fio de resistência, de acordo com a lei de Joule Q = i2rtq = i2rt, a energia elétrica é convertida em energia térmica.
O óxido de magnésio na camada de isolamento transfere uniformemente aquece para a superfície da bainha de metal.
2. Condução térmica e aquecimento convectivo
Aquecimento de contato direto: a bainha entra em contato com o líquido e o calor entra no líquido através da condução térmica.
Convecção natural: Após ser aquecida, a densidade do líquido diminui, formando um fluxo circulante (como o tanque interno de um aquecedor de água).
Convecção forçada: com a ajuda de uma bomba de água ou dispositivo de mistura para acelerar a difusão do calor (comum em cenários industriais).
3. Mecanismo de controle de temperatura
Linking do controlador de temperatura: monitore a temperatura do líquido através de tiras bimetálicas ou sensores eletrônicos e desligue automaticamente a energia quando o valor definido for atingido.
Proteção anti-seco: alguns tubos de aquecimento estão equipados com fusíveis embutidos, que imediatamente cortam o circuito quando a queima de ar é detectada.
3 、 Classificação e características de tubos de aquecimento líquido
Tipo de princípio e características cenários de aplicação típicos
IMERRAÇÃO DIRETA INSERIÇÃO NA Eficiência líquida e alta de aquecimento para chaleiras e caldeiras elétricas
O tipo de flange é fixado na parede do recipiente através de um flange, facilitando a manutenção de vasos de reação industrial e tanques de armazenamento
Aquecimento sem contato com base em indução eletromagnética de purificadores de água líquida de alta qualidade e equipamentos de laboratório usando efeito de corrente de Foucaultura
Coeficiente de temperatura positivo de cerâmica PTC Material, limitação automática de temperatura e superaquecimento de banho constante de temperatura, equipamento médico
4 、 Fatores -chave do projeto de eficiência e segurança
Seleção de material
A bainha de metal de alta condutividade térmica aumenta a eficiência da transferência de calor.
Os materiais resistentes à corrosão prolongam a vida útil do serviço (como a liga de titânio usada para aquecimento da água do mar).
Otimização da carga superficial
A potência da área unitária (W/cm ²) deve corresponder ao ponto de ebulição e à viscosidade do líquido para evitar superaquecimento e carbonização locais.
. Design de redundância de segurança
Proteção de aterramento, camada de isolamento duplo, estrutura à prova de explosão, etc. Reduza o risco de vazamento ou estouro de tubo.
5 、 Manutenção diária e prevenção de falhas
Tratamento em escala: Limpe regularmente a superfície do tubo de aquecimento com ácido acético ou ácido cítrico para impedir que a deposição de cálcio e magnésio afete a condutividade térmica.
Teste de isolamento: use um megohmímetro para medir a resistência de isolamento entre o fio de resistência e a manga protetora (deve ser maior que 2m Ω).
Evite queima a seco: verifique se o nível da água sempre cobre o tubo de aquecimento para evitar danos causados por alta temperatura.
conclusão
O tubo de aquecimento líquido atinge a função de aquecimento líquido eficiente e segura através do projeto elétrico e termodinâmico sofisticado. Compreender seu princípio de trabalho não apenas ajuda a otimizar a seleção do equipamento, mas também fornece orientações científicas para manutenção e manutenção no uso diário. Com o desenvolvimento de novos materiais e tecnologia de controle inteligente, os tubos de aquecimento continuarão a atualizar para a conservação e integração de energia no futuro.