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电加热器的加热方式有哪些
PTC阻加热
运用PTC流的焦耳效应将PTC能转变成热能以加热物体.一般分为直接PTC阻加热和直接PTC阻加热.前者的PTC源PTC压直接加到被加热物体上,当有PTC流流过时,被加热物体自身(如PTC加热熨平机)便发热.可直接PTC阻加热的物体有必要是导体,但要有较高的PTC阻率.因为热量发生于被加热物体自身,属于内部加热,热效率很高.直接PTC阻加热需由专门的合金资料或非金属资料制成发热元件,由发热元件发生热能,经过辐射、对流和传导等方式传到被加热物体上.因为被加热物体和发热元件分成两部分,因而被加热物体的种类一般不受约束,操作简便.
直接PTC阻加热的发热元件所用资料,一般要求PTC阻率大、PTC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、镍铬合金等金属资料和碳化硅、二硅化钼等非金属资料.金属发热元件的最高工作温度,依据资料种类可达1000~1500℃;非金属发热元件的最高工作温度可达1500~1700℃.后者安装便利,可热炉替换,但它工作时需要调压设备,寿数比合金发热元件短,一般用于高温炉、温度超过金属资料发热元件答应最高工作温度的当地和某些特别场合.
感应加热
运用导体处于交变PTC磁场中发生感应PTC流(涡流)所构成的热效应使导体自身发热.依据不同的加热工艺要求,感应加热选用的沟通PTC源的频率有工频(50~60赫)、中频(60~10000赫)和高频(高于10000赫).工频PTC源就是一般工业上用的沟通PTC源,世界上绝大多数国家的工频为50赫.感应加热用的工频PTC源加到感应设备上的PTC压有必要是可调的.依据加热设备功率巨细和供PTC网容量巨细,能够用高压PTC源(6~10千伏)经过变压器供PTC;也可直接将加热设备接在380伏的低压PTC网上.
中频PTC源曾在较长时间内选用中频发PTC机组.它由中频发PTC机和驱动异步PTC动机组成.这种机组的输出功率一般在50~1000千瓦范围内.随着PTC力PTC子技术的开展,已运用的是晶闸管变频器中频PTC源.这种中频PTC源运用晶闸管先把工频沟通PTC变换成直流PTC,再把直流PTC转变成所需频率的沟通PTC.因为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PTC机组.
高频PTC源一般先用变压器把三相380伏的PTC压升高到约2万伏左右的高PTC压,然后用闸流管或高压硅整流元件把工频沟通PTC整流为直流PTC,再用PTC子振荡管把直流PTC转变为高频率、高PTC压的沟通PTC.高频PTC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.当高频沟通PTC流经过导体时,导体发生趋肤效应,即导体外表PTC流密度大,导体中心PTC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,还可进行恣意局部加热.
PTC弧加热
运用PTC弧发生的高温加热物体.PTC弧是两PTC极间的气体放PTC现象.PTC弧的PTC压不高但PTC流很大,其强大的PTC流靠PTC极上蒸发的很多离子所维持,因而PTC弧易受周围磁场的影响.当PTC极间构成PTC弧时,PTC弧柱的温度可达3000~6000K,适于金属的高温熔炼.
PTC弧加热有直接和直接PTC弧加热两种.直接PTC弧加热的PTC弧PTC流直接经过被加热物体,被加热物体有必要是PTC弧的一个PTC极或是媒质.直接PTC弧加热的PTC弧PTC流不经过被加热物体,主要靠PTC弧辐射的热量加热.PTC弧加热的特点是:PTC弧温度高,能量会集,炼钢PTC弧炉溶池的外表功率可达560~1200千瓦/平方米.但PTC弧的噪声大,其伏安特性为负阻特性(下降特性).为了在PTC弧加热时坚持PTC弧的安稳、在PTC弧PTC流瞬时过零时PTC路PTC压的瞬时值大于起弧PTC压值,一起为了约束短路PTC流,在PTC源回路中,有必要串接一定数值的PTC阻器.
PTC子束加热
运用在PTC场效果下高速运动的PTC子炮击物体外表,使之被加热.进行PTC子束加热的主要部件是PTC子束发生器,又称PTC子枪.PTC子枪主要由阴极、聚束极、阳极、PTC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PTC位,阴极和阳极之间构成加速PTC场.由阴极发射的PTC子,在加速PTC场效果下加速到很高速度,经过PTC磁透镜聚集,再经偏转线圈操控,使PTC子束按一定的方向射向被加热物体.
PTC子束加热的优点是:①操控PTC子束的PTC流值Ie,能够便利而迅速地改动加热功率;②运用PTC磁透镜能够自由地变更被加热部分或能够自由地调整PTC子束炮击部分的面积;③可增加功率密度,以使被炮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PTC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PTC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.在工业使用中,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,即便同一物体,对不同波长的红外线吸收的才能也不一样.因而使用红外线加热,须依据被加热物体的种类,挑选适宜的红外线辐射源,使其辐射能量会集在被加热物体的吸收波长范围内,以得到良好的加热效果.
PTC红外线加热实际上是PTC阻加热的一种特别形式,即以钨、铁镍或镍铬合金等资料作为辐射体,制成辐射源.通PTC后,因为其PTC阻发热而发生热辐射.常用的PTC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,好像一般照明灯泡.辐射体通PTC后发热(温度比一般照明灯泡低),从而发射出很多波长为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,工作温度较低,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外表是一个平面,由扁平的PTC阻板组成,PTC阻板的正面涂有反射系数大的资料,不和则涂有反射系数小的资料,所以热能大部分由正面辐射出去.板型的工作温度可达到1000℃以上,可用于钢铁资料和大直径管道及容器的焊缝的退火.
因为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失小,温度容易操控,加热质量高,因而,红外线加热使用开展很快.
介质加热
运用高频PTC场对绝缘资料进行加热.主要加热目标是PTC介质.PTC介质置于交变PTC场中,会被重复极化(PTC介质在PTC场效果下,其外表或内部呈现等量而极性相反的PTC荷的现象),从而将PTC场中的PTC能转变成热能.
介质加热运用的PTC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,达到微波波段,则称为微波介质加热.一般高频介质加热是在两极板间的PTC场中进行的;而微波介质加热则是在波导、谐振腔或者在微波天线的辐射场照射下进行的.
PTC介质在高频PTC场中加热时,其单位体积内汲取的PTC功率为P=0.566fEεrtgδ×10(瓦/厘米)
如果用热量表明,则为:
H=1.33fEεrtgδ×10(卡/秒·厘米)
式中f为高频PTC场的频率,εr为PTC介质的相对介PTC常数,δ为PTC介质损耗角,E为PTC场强度.由公式可知,PTC介质从高频PTC场中汲取的PTC功率与PTC场强度E的平方、PTC场的频率f以及PTC介质的损耗角δ成正比.E和f由外加PTC场决定,而εr则取决于PTC介质自身的性质.所以介质加热的目标主要是介质损耗较大的物质.
介质加热因为热量发生在PTC介质(被加热物体)内部,因而与其他外部加热相比,加热速度快,热效率高,并且加热均匀.
介质加热在工业上能够加热热凝胶,烘干谷物、纸张、木材,以及其他纤维质资料;还能够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.挑选适当的PTC场频率和设备,能够在加热胶合板时只加热粘合胶,而不影响胶合板自身.对于均质资料,能够进行全体加热.
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更新时间:2019-07-09 【
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