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电热丝的原理、分类、质量鉴别方法及使用注意事项

发布时间:2018-10-16浏览次数:

电热丝的原理、分类、质量鉴别方法及使用注意事项

在我们的生活中,电热丝是最为常见的一种发热元件,在通电后发热,将电能转化为热能的功能性合金材料。它的最高工作温度可达1千摄氏度以上,在冶金、建筑、军工、家电等领域中都会采用电热丝作为发热的元件。

电热丝的原理

电热丝的原理与其他金属发热元件相同,都是金属通电后的电热现象。电热就是指电流在通过导体后,电流会产生一定的热量并被导体传递出来。电热丝本身就是金属导体,在通电后即会散发出热量、提供热能。

 

电热丝的优点是加热温度和耐热温度高,技术成熟、易于制造且方便配套应用于各种电热设备。但它的能量转换率较低,发热过程中伴随着发光过程,因此电能转换率只能达到60%到70%。

 

电热丝的分类

电热丝的分类是根据电热丝的化学元素含量及组织结构不同来划分的。电热丝分为铁铬铝合金电热丝和镍铬合金电热丝两种。这两种电热丝作为电热元件,在功能特性方面各有不同。

1、铁铬铝合金电热丝

优点:运行温度高,最高运行温度可到1400℃。铁铬铝合金电热丝的使用寿命长、电阻率高、表面复合高,并有较好的抗氧化性。

缺点:在高温环境下的强度较低,随着温度的升高铁铬铝合金电热丝的可塑性会增强,也就是说铁铬铝合金电热丝在高温中容易发生变形,且变形后不易修复。

2、镍铬合金电热丝

优点:在高温环境中的强度高,长期高温运行不易变形,不易改变结构,且镍铬合金电热丝的常温塑性好,变形后的修复较为简单。此外,镍铬合金电热丝的辐射率高、不带磁性、耐腐蚀能力好、使用寿命长。

缺点:镍铬合金电热丝的制造需要使用镍,这种金属的价格高于铁、铬、铝的价格,因此镍铬合金电热丝的制造成本较高,不利于成本控制。

 

电热丝的质量鉴别方法

首先,要知道电热丝到达红热状态这与电热丝的组织有关系。截取一段电热丝,用8V 1A的变压器,电热丝或电热毯的电热丝电阻值不能小于8欧姆,否则变压器就容易烧了。用12V 0.5A的变压器,电热丝的电阻值不能小于12欧姆,否则变压器也容易烧坏了。如果让电热丝达到红热状态,越红越好,应该用8V 1A的变压器,它的功率比12V 0.5A的变压器大。这样我们也更好的可以测试出来电热丝的优与劣。

 

电热丝的使用注意事项

1、电热丝在设计时应根据功率接线方法,合理的表面负荷,正确选用丝径;

2、电热丝在安装前应对炉膛全面检查,清除铁素体,结碳,与电炉上接触的隐患,避免短路,以防造成炉丝击穿;

3、电热丝在安装时应按设计的接线方法正确连接;

4、在使用电热丝前应检查控温系统的灵敏度,以防温失灵,造成电炉丝烧毁。

5、铁铬铝、镍铝等系列电热合金由于各自化学成份的不同,其使用温度,抗氧化性能以及电阻率的不同,从而决定了使用温度和使用寿命的长短,在铁铬铝电热合金材料内决定电阻率的成份为AL元素,镍铬电热合金材料中决定电阻率的成份为Ni元素。在高温状态下,合金元件表面生成的氧化膜也不断老化和破坏。其元件内部元素不断消耗。如AL、Ni等,从而缩短使用寿命,因此,在选用丝径时应选用大规格的线材或厚一点的扁带。

6、电热丝在使用前应进行预氧化处理,其方法是将安装完毕的电热合金元件,在干燥的空气中通电加热到低于合金允许最高使用温度100-200度,保温5-10小时,然后随炉缓冷既可。

目前,电热丝已成为一种重要的电热设备的发热元件,在国民经济中占有重要的地位,广泛用于在医疗、化工、电子、电器、冶金机械、陶瓷玻璃加工等行业。

电热丝选型时应注意的几点事项

电热丝选型时应注意的几点事项

电热丝的运行温度

电热丝的最高使用温度是选型过程中最主要的一个性能指标,在这里需要提醒购买者的是,电热丝的使用温度指的是电热丝在运行中元件本体表面的温度,而不是电热设备或被加热对象最终能达到的运行温度。

电热丝在设计和选型时,可以根据所使用的电热设备或要加热的对象,来衡量最后的加热温度,例如电热丝在用于锅炉加热时,炉温和电热丝的使用温度相差在100℃左右。电热丝的加热温度如果超过最高使用温度,则本身的氧化进程加快,耐热性能降低,使用寿命缩短。

电热丝的直径厚度

电热丝的直径厚度是与最高使用温度相关的参数,直径越大的电热丝,越容易克服高温下的变形问题,延长自身的使用寿命。电热丝在最高使用温度以下运行,应当保持直径不低于3mm,扁带厚度不小于2mm

电热丝的使用寿命很大程度上也与电热丝的直径和厚度相关。电热丝在高温环境中使用,表面会形成保护性氧化膜,氧化膜存在一段时间后又会发生老化,形成不断生成和被破坏的循环过程,这个过程也就是电炉丝内部元素不断消耗的过程,直径和厚度较大的电炉丝元素含量更多,使用寿命也就较长。