La progettazione di tubi di riscaldamento elettrico è un ingegneria di sistema che richiede una considerazione completa dell'applicazione della termodinamica, della scienza dei materiali e della tecnologia di processo. Quello che segue è una rottura dettagliata delle idee di design principale:
1 、 Determinazione dei parametri tecnici
Calcolo di potenza
È necessario specificare il volume del mezzo di riscaldamento, la differenza di temperatura target (Δ T) e il tempo di riscaldamento e stimare la domanda di potenza totale attraverso la formula. Ad esempio, nella progettazione di una sala da forno, quando il volume è di 39 m ³, la differenza di temperatura è di 40 ℃ e il tempo di riscaldamento è di 40 minuti, la potenza totale è di circa 120kW.
Abbinamento dei requisiti delle condizioni di lavoro
Determinare la forma (tubo diritta/a forma di U/spirale) e dimensioni del tubo di riscaldamento elettrico in base all'ambiente di lavoro (temperatura 25-55 ℃, umidità ≤ 90%), tipo medio (liquido/aria/solido) e limitazioni di spazio di installazione.
2 、 Selezione del materiale e ottimizzazione delle prestazioni
Materiali core
Filo di riscaldamento elettrico: la lega di cromo di nichel (temperatura di lavoro> 600 ℃) o lega di alluminio di cromo di ferro (≤ 600 ℃) sono comunemente selezionati ed è necessario bilanciare la resistività elettrica e la resistenza ad alta temperatura.
Materiale del tubo: acciaio inossidabile (resistente alla corrosione), rame (alta conducibilità termica) o lega di titanio (mezzo speciale), scegli 26 in base alle caratteristiche del mezzo di riscaldamento.
Riempimento dell'isolamento
La purezza della polvere di ossido di magnesio dovrebbe essere maggiore del 96%e la dimensione delle particelle dovrebbe essere ≤ 0,4 mm per garantire l'uniformità della conducibilità termica e la stabilità dell'isolamento.
3 、 Progettazione strutturale e distribuzione termica
Strategia di layout
Adottare una strategia di layout uniforme per evitare il surriscaldamento locale. Ad esempio, nella progettazione di una sala da forno, i tubi dritti sono disposti alternativamente su entrambi i lati e nella parte inferiore, con una spaziatura della colonna di 15 cm per garantire un campo termico uniforme.
Ottimizzazione del corpo del tubo
Il diametro e la lunghezza del tubo devono essere adattati ai limiti di spazio e l'area di dissipazione del calore può essere aumentata utilizzando strutture come pinne e increspature per migliorare l'efficienza del trasferimento di calore di 25.
Sigillatura e interfaccia
Il processo di tubo di restringimento del vuoto viene utilizzato per garantire uno strato di isolamento interno denso e l'asta di piombo deve essere sigillata doppia per prevenire l'ossidazione e la corrosione.
4 、 Integrazione del sistema di controllo
Metodo di controllo della temperatura
Combinando l'algoritmo PID con il sensore di temperatura per ottenere il controllo a circuito chiuso, l'intervallo di fluttuazione può essere controllato entro ± 1 ℃.
Protezione della sicurezza
Protezione integrata di sovraccarico, rilevamento delle perdite e dispositivo a fusibile a temperatura, in conformità con standard di sicurezza come IEC60335.
5 、 standard di processo e test
Processo di produzione
Seguire il processo di "tubo di taglio → filo di avvolgimento → aggiunta di polvere → tubo di restringimento → sigillazione → test", con particolare attenzione al controllo della densità di riempimento dell'ossido di magnesio (≥ 3,1 g/cm ³) e il rapporto di compressione del tubo di rimbalzo (15-20%).
Verifica di qualità
Attraverso il test di tensione di resistenza (1500 V/60S), rilevamento della corrente di perdita (≤ 0,5 mA) e test di durata della vita (operazione continua> 2000h) 68.
6 、 Economia e manutenibilità
Saldo dei costi
Ottimizzare lo spessore del tubo e il diametro del filo di riscaldamento mentre soddisfa i requisiti di prestazione e riduci la progettazione di energia ridondante.
Design modulare
Adottare una struttura di connessione staccabile per una rapida sostituzione in caso di danni locali, riducendo i costi di manutenzione del 38%.
Attraverso il design collaborativo multidimensionale sopra menzionato, è possibile ottenere un funzionamento efficiente, sicuro e di lunga durata dei tubi di riscaldamento elettrico. Durante l'implementazione specifica, la verifica della simulazione e l'ottimizzazione dell'iterazione del test del prototipo devono essere eseguite in combinazione con scenari di applicazione