二十年代以后在新的應用發(fā)展方面沒有上一時期多,但是在這階段內(nèi)所有各種電熱電器都曾重新設(shè)訂而不斷改良,成為電熱電器歷*的提高階段。在家用電熱電器方面,各種器具都設(shè)計得更為美觀、耐用和堅固,而且大部分都有自動溫度和時控制
六、加熱器是當今社會流行的電加熱設(shè)備,它不但有高品質(zhì),長壽命。它對于流動的液體。
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工作原理
流體防爆電加熱器是一種消耗電能轉(zhuǎn)換為熱能,來對需加熱物料進行加熱。在工作中低溫流體介質(zhì)通過管道在壓力作用下進入其輸入口,沿著電加熱容器內(nèi)部特定換熱流道,運用流體熱力學原理設(shè)計的路徑,帶走電熱元件工作中所產(chǎn)生的高溫熱能量,使被加熱介質(zhì)溫度升高,電加熱器出口得到工藝要求的高溫介質(zhì)。電加熱器內(nèi)部控制系統(tǒng)依據(jù)輸出口的溫度傳感器信號自動調(diào)節(jié)電加熱器輸出功率,使輸出口的介質(zhì)溫度均勻;當發(fā)熱元件超溫時,發(fā)熱元件的獨立的過熱保護裝置立即切斷加熱電源,避免加熱物料超溫引起結(jié)焦、變質(zhì)、碳化,嚴重時導致發(fā)熱元件燒壞,有效延長電加熱器使用壽命。
應用范圍
流體防爆電加熱器典型的應用場合主要有:
⒈化工行業(yè)的化工物料升溫加熱、一定壓力下一些粉末干燥、化工過程及噴射干燥。
⒉碳氫化合物加熱,包括石油原油、重油、燃料油、導熱油、滑油、石臘等
⒊工藝用水、過熱蒸汽、熔鹽、氮(空)氣、水煤氣類等等需升溫加熱的流體加溫。
⒋由于采用先進的防爆結(jié)構(gòu),設(shè)備可廣泛應用在化工、軍十分工、石油、天然氣、海上平臺、船舶、礦區(qū)等需防爆場所。
功能特點
防爆電加熱器 ⒈體積小、功率大:加熱器主要采用集束式管狀電熱元件
⒉熱響應快、控溫精度高,綜合熱效率高。
⒊加熱溫度高:加熱器設(shè)計
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高工作溫度可達850℃。
⒋介質(zhì)出口溫度均勻,控溫精度高。
⒌應用范圍廣、適應性強:該加熱器可適用于防爆或普通場合,防爆等級可達dⅡB級和C級,耐壓可達20MPa。
⒍壽命長、可靠性高:該加熱器采用特殊電熱材料制造,設(shè)計表面功率負荷低,并采用多重保護,使電加熱器安全性和壽命大大增加。
⒎可全自動化控制:根據(jù)要求通過加熱器電路設(shè)計,可方便實現(xiàn)出口溫度、流量、壓力等參數(shù)自動控制,并可與機算機聯(lián)網(wǎng)。
⒏節(jié)能*,電能產(chǎn)生的熱量幾乎100%傳給加熱介質(zhì)。
將電能轉(zhuǎn)變成熱能以加熱物體。是電能利用的一種形式。與一般燃料加熱相比,電加熱可獲得較高溫度(如電弧加熱,溫度可達3000℃以上),易于實現(xiàn)溫度的自動控制和遠距離控制,(如車載電加熱杯)可按需要使被加熱物體保持一定的溫度分布。電加熱能在被加熱物體內(nèi)部直接生熱,因而熱效率高,升溫速度快,并可根據(jù)加熱的工藝要求,實現(xiàn)整體均勻加熱或局部加熱(包括表面加熱),容易實現(xiàn)真空加熱和控制氣氛加熱。在電加熱過程中,產(chǎn)生的廢氣、殘余物和煙塵少,可保持被加熱物體的
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潔凈,不污染環(huán)境。因此,電加熱廣泛用于生產(chǎn)、科研和試驗等領(lǐng)域中。特別是在單晶和晶體管的制造、機械零件和表面淬火、鐵合金的熔煉和人造石墨的制造等方面,都采用電加熱方式。
根據(jù)電能轉(zhuǎn)換方式的不同,電加熱通常分為電阻加熱、感應加熱、電弧加熱、電子束加熱、紅外線加熱和介質(zhì)加熱等。
電阻加熱
利用電流的焦耳效應將電能轉(zhuǎn)變成熱能以加熱物體。通常分為直接電阻加熱和間接電阻加熱。前者的電源電壓直接加到被加熱物體上,當有電流流過時,被加熱物體本身(如電加熱熨平機)便發(fā)熱??芍苯与娮杓訜岬奈矬w必須是導體,但要有較高的電阻率。由于熱量產(chǎn)生于被加熱物體本身,屬于內(nèi)部加熱,熱效率很高。間接電阻加熱需由專門的合金材料或非金屬材料制成發(fā)熱元件,由發(fā)熱元件產(chǎn)生熱能,通過輻射、對流和傳導等方式傳到被加熱物體上。由于被加熱物體和發(fā)熱元件分成兩部分,因此被加熱物體的種類一般不受限制,操作簡便。
間接電阻加熱的發(fā)熱元件所用材料,一般要求電阻率大、電阻溫度系數(shù)小,在高溫下變形小且不易脆化。常用的有鐵鋁合金、鎳鉻合金等金屬材料和碳化硅、二硅化鉬等非金屬材料。金屬發(fā)熱元件的高工作溫度,根據(jù)材料種類可達;非金屬發(fā)熱元件的高工作溫度可達。后者安裝方便,可熱爐更換,但它工作時需要調(diào)壓裝置,壽命比合金發(fā)熱元件短,一般用于高溫爐、溫度超過金屬材料發(fā)熱元件允許高工作溫度的地方和某些特殊場合。
感應加熱
利用導體處于交變電磁場中產(chǎn)生感應電流(渦流)所形成的熱效應使導體本身發(fā)熱。根據(jù)不同的加熱工藝要求,感應加熱采用的交流電源的頻率有工頻(50~60赫)、中頻(60~10000赫)和高頻(高于10000赫)。工頻電源就是通常工業(yè)上用的交流電源,世界上絕大多數(shù)國家的工頻為50赫。感應加熱用的工頻電源加到感應裝置上的電壓必須是可調(diào)的。根據(jù)加熱設(shè)備功率大小和供電網(wǎng)容量大小,可以用高壓電源(6~10千伏)通過變壓器供電;也可直接將加熱設(shè)備接在380伏的低壓電網(wǎng)上。
中頻電源曾在較長時間內(nèi)采用中頻發(fā)電機組。它由中頻發(fā)電機和驅(qū)動異步電動機組成。這種機組的輸出功率一般在50~1000千瓦范圍內(nèi)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,已使用的是晶閘管變頻器中頻電源。這種中頻電源利用晶閘管先把工頻交流電變換成直流電,再把直流電轉(zhuǎn)變成所需頻率的交流電。由于這種變頻設(shè)備體積小,重量輕,無噪聲,運行可靠等,已逐漸取代了中頻發(fā)電機組。
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高頻電源通常先用變壓器把三相 380伏的電壓升高到約2萬伏左右的高電壓,然后用閘流管或高壓硅整流元件把工頻交流電整流為直流電,再用電子振蕩管把直流電轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l率、高電壓的交流電。高頻電源設(shè)備的輸出功率有從幾十千瓦到幾百千瓦。
感應加熱的物體必須是導體。當高頻交流電流通過導體時,導體產(chǎn)生趨膚效應,即導體表面電流密度大,導體中心電流密度小。
感應加熱可對物體進行整體均勻加熱和表層加熱;可熔煉金屬;在高頻段,改變加熱線圈(又稱感應器)的形狀,還可進行任意局部加熱。
電弧加熱
利用電弧產(chǎn)生的高溫加熱物體。電弧是兩電極間的氣體放電現(xiàn)象。電弧的電壓不高但電流很大,其強大的電流靠電極上蒸發(fā)的大量離子所維持,因而電弧易受周圍磁場的影響。當電極間形成電弧時,電弧柱的溫度可達3000~6000K,適于金屬的高溫熔煉。
電弧加熱有直接和間接電弧加熱兩種。直接電弧加熱的電弧電流直接通過被加熱物體,被加熱物體必須是電弧的一個電極或是媒質(zhì)。間接電弧加熱的電弧電流不通過被加熱物體,主要靠電弧輻射的熱量加熱。電弧加熱的特點是:電弧溫度高,能量集中,煉鋼電弧爐溶池的表面功率可達560~1200千瓦/平方米。但電弧的噪聲大,其伏安特性為負阻特性(下降特性)。為了在電弧加熱時保持電弧的穩(wěn)定、在電弧電流瞬時過零時電路電壓的瞬時值大于起弧電壓值,同時為了限制短路電流,在電源回路中,必須串接一定數(shù)值的電阻器。
電子束加熱
利用在電場作用下高速運動的電子轟擊物體表面,使之被加熱。進行電子束加熱的主要部件是電子束發(fā)生器,又稱電子槍。電子槍主要由陰極、聚束極、陽極、電磁透鏡和偏轉(zhuǎn)線圈等部分組成。陽極接地,陰極接負高位,聚焦束通常和陰極同電位,陰極和陽極之間形成加速電場。由陰極發(fā)射的電子,在加速電場作用下加速到很高速度,通過電磁透鏡聚焦,再經(jīng)偏轉(zhuǎn)線圈控制,使電子束按一定的方向射向
SFL1150/460-Q40X+769 |
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被加熱物體。
電子束加熱的優(yōu)點是:①控制電子束的電流值Ie,可以方便而迅速地改變加熱功率;②利用電磁透鏡可以自由地變更被加熱部分或可以自由地調(diào)整電子束轟擊部分的面積;③可增加功率密度,以使被轟擊點的物質(zhì)在瞬間蒸發(fā)掉。