电磁导热油炉电加热元件的结构及性能

发布日期：2020年2月23日

　　电磁导热油炉通常选用电阻式管状电热元件，该管状电热元件是由金属管、合金电热丝和结晶氧化镁组成。金属管材料为10号钢或不锈钢，其管径- -般为中8mm~ φ 16mm,氧化镁作为绝缘体和导热介质填充在金属管壁和电热丝之间。这种电热元件在导热油中不带电，使用安全，同时也不会对导热油产生污染。由于管状电热元件是完全浸入导热油中加热，将电功率转化产生的热功率几乎被完全利用，散热损失-般低于2%。根据工业用电大多为三相、380V、50HZ电源，导热油炉上使用的电加热元件一般都采用组合式结构，即每支电加热元件弯成U形，两端固定在同一个法兰上，而固定在法兰上的电热管支数应为3的倍数，以便于3支组成- -体，采用三角形或星形接法平衡三相电源，简化电路。组合式结构特点是每件电热元件可以选取较大的功率，而且法兰连接方式可以满足导热油炉设计结构要求。电加热元件的主要技术性能指标包括电阻温度系数、表面负荷、最高使用温度、脆性和高温强度。

　　1、电阻温度系数

　　电磁导热油炉电加热元件的电阻值与电阻系数成正比，由于电阻值得变化直接影响到发热功率和发热量的大小，因此，电阻系数的变化成了电热元件-一个主要技术性能指标。在使用过程中，电阻值随着温度变化而变化，致使电阻率也随温度变化，这个变化数值叫做电阻温度系数。具有正值的电阻温度系数,其值愈小，即说明电热元件随着工作温度的升高，电阻变化小，电功率的变化值愈小，这样就容易得到较平稳的工作温度。

　　2、表面负荷

　　电磁导热油炉电加热元件的表面负荷是指电热管表面上单位面积所分担的功率数。表面负荷的选择与元件材料、元件规格、元件敞露与封闭的程度、元件构造、元件温度、元件加热介质、介质温度、传热方式、支托元件的材料及开关频率等有密切的关系，在相同工作条件的情况下，选用较大的表面负荷，则意味着使用较少的合金材料,元件的表面温度较高，相应的是使用寿命较短。反之，如选用较小的表面负荷，则可降低材料的表面温度、延长元件寿命，但需要增大材料用量。因此，正确地选择表面负荷，即能节约电热合金材料，还能保证较长的使用寿命。导热油炉的管状电加热元件表面功率密度应根据导热油的特性、流速和被加热温度确定，表面功率密度选择过高，容易在电热管表面造成焦碳化，降低电热元件的使用寿命，甚至烧坏电热管。表1给出导热油介质电加热元件最大表面功率密度。

　　3、最高使用温度

　　电磁导热油炉电加热元件:最高使用温度，是指电热元件在导热油中允许的元件本身表面温度，并不是指被加热导热油的温度，故电加热元件本身表面温度一般比周围导热油温度要高出100C以上。在实际使用过程中，电加热元件表面温度愈高，则高温强度愈低，容易发生倒塌现象，从而造成短路烧毁。元件表面温度过高，还会产生元件材料结构的破坏，发生熔结现象而终止寿命。所以，电加热元件在保证比较满意的寿命前提下所允许的最高使用温度，不仅与元件材料有关，还与电加热元件的形状构造、断面尺寸、表面负荷、周围介质、散热情况等都有着密切的关系。

　　4、脆性和高温强度

　　镍铬合金电加热元件在经过高温使用冷却后，如果没有发生过热状态，则仍然是较软的。而铁铬铝合金电加热元件经高温使用冷却后，晶粒长大变脆了，温度愈高，时间愈长，冷却后脆化越严重，断面尺寸愈大愈明显，一折即断，而断面尺寸较小的合金电加热元件在相同条件下稍好一些。所有金属及镍铬合金和铁铬合金的强度均随温度的增加而降低，所以在设计开发时必须考虑到这一因素，以免在工作温度下，由于支撑、安装不当或其本身自重而引起变形、倒塌、短路等破坏现象。