O design de tubos de aquecimento elétrico é uma engenharia de sistema que requer consideração abrangente da aplicação de termodinâmica, ciência de materiais e tecnologia de processo. A seguir, é apresentado um detalhamento detalhado das idéias principais de design:
1 、 Determinação de parâmetros técnicos
Cálculo de potência
É necessário especificar o volume do meio de aquecimento, a diferença de temperatura alvo (Δ t) e o tempo de aquecimento e estimar a demanda total de energia através da fórmula. Por exemplo, no design de uma sala de cozimento de tinta, quando o volume é de 39m ³, a diferença de temperatura é de 40 ℃ e o tempo de aquecimento é de 40 minutos, a energia total é de cerca de 120kW.
Correspondência de requisitos de condição de trabalho
Determine a forma (tubo reto/em forma de U/espiral) e tamanho do tubo de aquecimento elétrico com base no ambiente de trabalho (temperatura 25-55 ℃, umidade ≤ 90%), tipo médio (líquido/ar/sólido) e limitações de espaço de instalação.
2 、 Seleção de material e otimização de desempenho
Materiais principais
Fio de aquecimento elétrico: liga de cromo de níquel (temperatura de trabalho> 600 ℃) ou liga de alumínio de cromo de ferro (≤ 600 ℃) são comumente selecionadas e é necessário equilibrar a resistividade elétrica e a resistência à alta temperatura.
Material do tubo: aço inoxidável (resistente à corrosão), cobre (alta condutividade térmica) ou liga de titânio (meio especial), escolha 26 de acordo com as características do meio de aquecimento.
Preenchimento de isolamento
A pureza do pó de óxido de magnésio deve ser maior que 96%, e o tamanho das partículas deve ser ≤ 0,4 mm para garantir a uniformidade da condutividade térmica e a estabilidade do isolamento.
3 、 Projeto estrutural e distribuição térmica
Estratégia de layout
Adotando uma estratégia de layout uniforme para evitar superaquecimento local. Por exemplo, no design de uma sala de cozimento de tinta, os tubos de barbatana reta são dispostos alternadamente de ambos os lados e no fundo, com um espaçamento da coluna de 15 cm para garantir um campo térmico uniforme.
Otimização do corpo do tubo
O diâmetro e o comprimento do tubo precisam ser adaptados às limitações do espaço, e a área de dissipação de calor pode ser aumentada usando estruturas como aletas e ondulações para melhorar a eficiência da transferência de calor em 25.
Vedação e interface
O processo de tubulação de encolhimento a vácuo é usado para garantir uma densa camada de isolamento interno, e a haste de chumbo precisa ser selada dupla para impedir a oxidação e a corrosão.
4 、 Integração do sistema de controle
Método de controle de temperatura
Combinando o algoritmo PID com o sensor de temperatura para obter controle de circuito fechado, a faixa de flutuação pode ser controlada dentro de ± 1 ℃.
Proteção de segurança
Proteção de sobrecarga integrada, detecção de vazamento e dispositivo de fusível de temperatura, em conformidade com os padrões de segurança como o IEC60335.
5 、 Processo e padrões de teste
Processo de fabricação
Siga o processo de "tubo de corte → fio de enrolamento → Adicionando pó → tubo de encolhimento → vedação → teste", com foco no controle da densidade de enchimento de óxido de magnésio (≥ 3,1g/cm ³) e a taxa de compressão do tubo em queda (15-20%).
Verificação da qualidade
Através do teste de tensão resistente (1500V/60s), detecção de corrente de vazamento (≤ 0,5mA) e teste de vida útil (> 2000H operação contínua) 68.
6 、 Economia e manutenção
Balanço de custos
Otimize a espessura do tubo e o diâmetro do fio de aquecimento enquanto atende aos requisitos de desempenho e reduza o projeto de energia redundante.
Design modular
Adotando uma estrutura de conexão destacável para substituição rápida em caso de danos locais, reduzindo os custos de manutenção em 38%.
Através do projeto colaborativo multidimensional mencionado acima, a operação eficiente, segura e duradoura dos tubos de aquecimento elétrico pode ser alcançada. Durante a implementação específica, a verificação da simulação e a otimização de iteração de teste de protótipo devem ser realizados em conjunto com os cenários de aplicação