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电加热器如何进行加热
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电加热器是一种世界盛行的电加热设备。用于对活动的液态、气态介质的升温、保温、加热。当加热介质在压力作用下通过电加热器加热腔,选用流体热力学原理均匀地带走电热元件作业中所产生的巨大热量,使被加热介质温度抵达用户工艺要求。

电阻加热

运用电流的焦耳效应将电能转变成热能以加热物体。一般分为直接电阻加热和直接电阻加热。前者的电源电压直接加到被加热物体上,当有电流流过期,被加热物体本身(如电加热熨平机)便发热。可直接电阻加热的物体有必要是导体,但要有较高的电阻率。由于热量产生于被加热物体本身,归于内部加热,热效率很高。直接电阻加热需由专门的合金材料或非金属材料制成发热元件,由发热元件产生热能,通过辐射、对流和传导等办法传到被加热物体上。由于被加热物体和发热元件分红两部分,因此被加热物体的种类一般不受束缚,操作简练。

直接电阻加热的发热元件所用材料,一般要求电阻率大、电阻温度系数小,在高温下变形小且不易脆化。常用的有铁铝合金、镍铬合金等金属材料和碳化硅、二硅化钼等非金属材料。金属发热元件的作业温度,根据材料种类可达1000~1500℃;非金属发热元件的作业温度可达1500~1700℃。后者设备便利,可热炉替换,但它作业时需求调压设备,寿数比合金发热元件短,一般用于高温炉、温度逾越金属材料发热元件答应作业温度的当地和某些特别场合。

感应加热

运用导体处于交变电磁场中产生感应电流(涡流)所构成的热效应使导体本身发热。根据不同的加热工艺要求,感应加热选用的交流电源的频率有工频(50~60赫)、中频(60~10000赫)和高频(高于10000赫)。工频电源是一般工业上用的交流电源,世界上绝大多数的工频为50赫。感应加热用的工频电源加到感应设备上的电压有必要是可调的。根据加热设备功率大小和供电网容量大小,可以用高压电源(6~10千伏)通过变压器供电;也可直接将加热设备接在380伏的低压电网上。

中频电源曾在较长时间内选用中频发电机组。它由中频发电机和驱动异步电动机组成。这种机组的输出功率一般在50~1000千瓦范围内。跟着电力电子技术的展开,已运用的是晶闸管变频器中频电源。这种中频电源运用晶闸管先把工频交流电变换成直流电,再把直流电转变成所需频率的交流电。由于这种变频设备体积小,重量轻,无噪声,运转可靠等,已逐步替代了中频发电机组。

高频电源一般先用变压器把三相380伏的电压升高到约2万伏左右的高电压,然后用闸流管或高压硅整流元件把工频交流电整流为直流电,再用电子振动管把直流电转变为高频率、高电压的交流电。高频电源设备的输出功率有从几十千瓦到几百千瓦。

感应加热的物体有必要是导体。当高频交流电流通过导体时,导体产生趋肤效应,即导体表面电流密度大,导体中心电流密度小。

感应加热可对物体进行全体均匀加热和表层加热;可熔炼金属;在高频段,改动加热线圈(又称感应器)的形状,还可进行任意部分加热。

电弧加热

运用电弧产生的高温加热物体。电弧是两电极间的气体放电现象。电弧的电压不高但电流很大,其强壮的电流靠电极上蒸发的很多离子所坚持,因此电弧易受周围磁场的影响。当电极间构成电弧时,电弧柱的温度可达3000~6000K,适于金属的高温熔炼。

电弧加热有直接和直接电弧加热两种。直接电弧加热的电弧电流直接通过被加热物体,被加热物体有必要是电弧的一个电极或是媒质。直接电弧加热的电弧电流不通过被加热物体,首要靠电弧辐射的热量加热。电弧加热的特点是:电弧温度高,能量会集,炼钢电弧炉溶池的表面功率可达560~1200千瓦/平方米。但电弧的噪声大,其伏安特性为负阻特性(下降特性)。为了在电弧加热时坚持电弧的安稳、在电弧电流瞬时过零时电路电压的瞬时值大于起弧电压值,一同为了束缚短路电流,在电源回路中,有必要串接必定数值的电阻器。

电子束加热

运用在电场作用下高速运动的电子轰击物体表面,使之被加热。进行电子束加热的首要部件是电子束产生器,又称电子枪。电子枪首要由阴极、聚束极、阳极、电磁透镜和偏转线圈等部分组成。阳极接地,阴极接负高位,聚集束一般和阴极同电位,阴极和阳极之间构成加快电场。由阴极发射的电子,在加快电场作用下加快到很高速度,通过电磁透镜聚集,再经偏转线圈控制,使电子束按必定的方向射向被加热物体。

电子束加热的长处是:①控制电子束的电流值Ie,可以便利而迅速地改动加热功率;②运用电磁透镜可以自由地变更被加热部分或可以自由地调整电子束轰击部分的面积;③可增加功率密度,以使被轰击点的物质在瞬间蒸发掉。

红外线加热

运用红外线辐射物体,物体吸收红外线后,将辐射能转变为热能而被加热。

红外线是一种电磁波。在太阳光谱中,处在可见光的红端以外,是一种看不见的辐射能。在电磁波谱中,红外线的波长范围在0.75~1000微米之间,频率范围在3×10~4×10赫之间。在工业运用中,常将红外光谱划分为几个波段:0.75~3.0微米为近红外线区;3.0~6.0微米为中红外线区;6.0~15.0微米为远红外线区;15.0~1000微米为极远红外线区。不同物体对红外线吸收的才能不同,即使同一物体,对不同波长的红外线吸收的才能也不一样。因此运用红外线加热,须根据被加热物体的种类,挑选适合的红外线辐射源,使其辐射能量会集在被加热物体的吸收波长范围内,以得到杰出的加热作用。

电红外线加热实际上是电阻加热的一种特别方法,即以钨、铁镍或镍铬合金等材料作为辐射体,制成辐射源。通电后,由于其电阻发热而产生热辐射。常用的电红外线加热辐射源有灯型(反射式)、管型(石英管式)和板型(平面式)三种。灯型是一种红外线灯泡,以钨丝为辐射体,钨丝密封在充有惰性气体的玻璃壳内,如同一般照明灯泡。辐射体通电后发热(温度比一般照明灯泡低),然后发射出很多波长为1.2微米左右的红外线。若在玻璃壳内壁镀反射层,可将红外线会集向一个方向辐射,所以灯型红外线辐射源也称为反射式红外线辐射器。管型红外线辐射源的管子是用石英玻璃做成,中心是一根钨丝,故亦称石英管式红外线辐射器。灯型和管型发射的红外线的波长在0.7~3微米范围内,作业温度较低,一般用于轻、纺工业的加热、烘烤、枯燥和医疗中的红外线理疗等。板型红外线辐射源的辐射表面是一个平面,由扁平的电阻板组成,电阻板的正面涂有反射系数大的材料,不和则涂有反射系数小的材料,所以热能大部分由正面辐射出去。板型的作业温度可抵达1000℃以上,可用于钢铁材料和大直径管道及容器的焊缝的退火。

由于红外线具有较强的穿透才能,易于被物体吸收,并一旦为物体吸收,当即转变为热能;红外线加热前后能量丢掉小,温度简单控制,加热质量高,因此,红外线加热运用展开很快。

介质加热

运用高频电场对绝缘材料进行加热。首要加热方针是电介质。电介质置于交变电场中,会被重复极化(电介质在电场作用下,其表面或内部出现等量而极性相反的电荷的现象),然后将电场中的电能转变成热能。

介质加热运用的电场频率很高。在中、短波和超短波波段内,频率为几百千赫到300兆赫,称为高频介质加热,若高于300兆赫,抵达微波波段,则称为微波介质加热。一般高频介质加热是在两极板间的电场中进行的;而微波介质加热则是在波导、谐振腔或许在微波天线的辐射场照射下进行的。

电介质在高频电场中加热时,其单位体积内罗致的电功率为P=0.566fEεrtgδ×10(瓦/厘米)

假如用热量表明,则为:

H=1.33fEεrtgδ×10(卡/秒·厘米)

式中f为高频电场的频率,εr为电介质的相对介电常数,δ为电介质损耗角,E为电场强度。由公式可知,电介质从高频电场中罗致的电功率与电场强度E的平方、电场的频率f以及电介质的损耗角δ成正比。E和f由外加电场抉择,而εr则取决于电介质本身的性质。所以介质加热的方针首要是介质损耗较大的物质。

介质加热由于热量产生在电介质(被加热物体)内部,因此与其他外部加热比较,加热速度快,热效率高,而且加热均匀。

介质加热在工业上可以加热热凝胶,烘干谷物、纸张、木材,以及其他纤维质材料;还可以对模制前塑料进行预热,以及橡胶硫化和木材、塑料等的粘合。挑选恰当的电场频率和设备,可以在加热胶合板时只加热粘合胶,而不影响胶合板本身。关于均质材料,可以进行全体加热。

 





    
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