金屬外殼:采用不銹鋼(如 316L 耐強酸強堿)、銅(導(dǎo)熱系數(shù)高)或碳鋼材質(zhì),管徑通常為 φ6-φ30mm,提供機械支撐和耐腐蝕保護。
電阻絲:鎳鉻合金(Cr20Ni80,耐溫 1400℃)或鐵鉻鋁合金(0Cr25Al5,耐溫 1200℃)繞制成螺旋狀,通過焦耳效應(yīng)(Q=I2Rt)產(chǎn)生熱量。
絕緣填充層:高純度氧化鎂粉(MgO)填充于電阻絲與金屬管之間,兼具耐高溫(1000℃以上)、高絕緣(擊穿電壓≥500V)和高導(dǎo)熱(熱導(dǎo)率≥3.5W/m?K)特性,確保安全與高效傳熱。
密封端子:銅或不銹鋼材質(zhì),表面鍍鎳防氧化,通過硅橡膠或陶瓷密封,防止?jié)駳馇秩搿?/span>
2. 工作機制
接通電源后,電阻絲發(fā)熱,熱量通過氧化鎂粉傳導(dǎo)至金屬外殼,再通過傳導(dǎo)、輻射或?qū)α鞣绞郊訜峤橘|(zhì)。例如,液體加熱管通過表面螺紋增強流體擾動,提升熱交換效率;空氣加熱管加裝翅片擴大散熱面積,將功率密度從 0.5-2W/cm2 提升至 3-5W/cm2。
二、管狀電加熱元件分類與典型應(yīng)用
1. 按加熱介質(zhì)分類
液體加熱管:
光管或帶螺紋設(shè)計,適用于熱水器、反應(yīng)釜、油浴鍋等,不銹鋼材質(zhì)可耐受 - 20℃至 400℃溫度范圍,功率密度 3-8W/cm2(水介質(zhì))或 1-3W/cm2(油介質(zhì))。
案例:石油化工行業(yè)中,原油管道加熱管采用 316L 不銹鋼,配合溫控系統(tǒng)防止介質(zhì)凝固。
空氣加熱管:
翅片式結(jié)構(gòu)提升散熱效率,常用于烘箱、空調(diào)制熱系統(tǒng),最高耐溫 800℃,可在易燃易爆環(huán)境中配合防爆外殼使用(需通過 Ex 認證)。
案例:食品烘干設(shè)備中,遠紅外涂層加熱管通過輻射傳熱,節(jié)能 30% 以上。
模具加熱管:
高精度單頭加熱管(直徑公差 ±0.05mm)插入模具盲孔,功率密度 5-15W/cm2,用于注塑機、壓鑄模具的精準(zhǔn)控溫。例如,塑料注塑模具中,熱流道系統(tǒng)的單頭加熱管確保熔融塑料始終保持流動性,減少廢料。
2. 按安裝方式分類
直棒式:兩端出線,適用于開放式加熱(如實驗室電爐)。
單頭式:一端出線,用于機械設(shè)備內(nèi)部狹窄空間(如半導(dǎo)體封裝設(shè)備)。
法蘭式:通過法蘭盤固定于容器(如水箱、反應(yīng)釜),支持大功率液體加熱(可達數(shù)百千瓦)。
3. 按特殊功能分類
防爆型:加厚不銹鋼外殼 + 壓實氧化鎂填充,適用于化工車間、加油站等環(huán)境,需通過 ATEX 或 IECEx 認證。
耐腐蝕型:316L 不銹鋼內(nèi)襯聚四氟乙烯(PTFE),可在 pH 1-14 的強酸強堿中穩(wěn)定運行,用于電鍍槽、污水處理設(shè)備。
選型要點
在選擇護套式電加熱器時,需要考慮以下幾個關(guān)鍵參數(shù):
電壓和功率: 根據(jù)供電情況確定電壓(如220V, 380V),并根據(jù)加熱需求和熱平衡計算所需的總功率(W/kW)。
護套材料:
不銹鋼: 適用于水、油、空氣和一般腐蝕性環(huán)境。
鈦: 耐氯離子腐蝕,主要用于電鍍行業(yè)。
銅: 導(dǎo)熱性,主要用于加熱無腐蝕性的液體。
鐵氟龍涂層: 用于強酸強堿等強腐蝕性環(huán)境。
尺寸和形狀: 包括管徑、長度、彎曲形狀和尺寸,必須符合安裝空間的要求。
工作溫度: 確保加熱器表面溫度符合工藝要求,且自身能承受該溫度。
安裝方式: 確定是螺紋連接、法蘭連接、還是直接插入等。
5. 使用注意事項
有效發(fā)熱區(qū): 加熱管只有特定部分(發(fā)熱區(qū))是設(shè)計用來發(fā)熱的,接線端應(yīng)保持暴露在空氣中散熱,嚴(yán)禁將其浸入液體或埋入隔熱材料中,否則會因過熱而燒毀。
正確接線與接地: 必須由專業(yè)電工按照規(guī)范接線,并確保金屬護套可靠接地,防止漏電危險。
避免干燒: 對于液體加熱器,必須確保加熱部分浸沒在液體中后才能通電。干燒會使熱量無法及時散發(fā),導(dǎo)致管內(nèi)溫度急劇升高,燒斷電阻絲,甚至引發(fā)爆管。
定期維護: 檢查接線端子是否松動、氧化,護套表面是否有積碳或腐蝕,及時清理以保證加熱效率和安全。