عناصر گرمایش مقاومتی
به روز رسانی شده در ۱۴۰۵/۳/۲۱ زمان مطالعه 10 دقیقه
اطلاعات عناصر گرمایش مقاومتی
نمایش تمام سازندگان عناصر گرمایش مقاومتی
عناصر گرمایش مقاومتی با پدیده گرمایش ژول گرما تولید می کنند. با عبور جریان الکتریکی از عنصر، گرما به دلیل ماهیت مقاومتی طراحی عنصر تولید می شود. عناصر گرمایش مقاومتی یا از آلیاژهای فلزی، مواد سرامیکی یا فلزات سرامیکی تشکیل شده اند.
گرمایش ژول که به آن گرمایش مقاومتی یا گرمایش اهمی نیز گفته می شود، پدیده ای است که در آن انرژی حرارتی توسط جریان الکتریکی تولید می شود. تولید گرما به دلیل نیروهای اصطکاک رخ می دهد که جریان الکتریکی را از جریان آزادانه از طریق یک هادی به پتانسیل پایین تر، که معمولاً به عنوان مقاومت الکتریکی شناخته می شود، به تاخیر می اندازد.
قانون ژول-لنز، که به عنوان قانون اول ژول نیز شناخته می شود، بیان می کند که گرمایش ژول متناسب با حاصلضرب مقاومت الکتریکی یک هادی و مجذور جریان الکتریکی است که از هادی عبور می کند.
مواد
موادی که به گونهای طراحی شدهاند که دارای خواص مناسب برای کاربردهای عناصر گرمایش مقاومتی باشند، باید مقاومت الکتریکی داخلی کافی، نقطه ذوب بالا و استحکام دمایی بالا داشته باشند. مقاومت می تواند با دما متفاوت باشد و در حالت ایده آل مقاومت یکنواخت است تا تغییرات دما را به حداقل برساند یا تغییر خطی ایجاد کند. در کاربردهای حرارتی غیر احیاکننده، غنی از اکسیژن، اجاق گاز، کوره و گرمایش مقاومتی، مواد باید دارای مقاومت اکسیداسیون در دمای بالا باشند. در کوره های خلاء و اتمسفر خنثی با دمای بسیار بالا معمولاً از تنگستن و مولیبدن استفاده می شود.
انواع عناصر گرمایش مقاومتی
آلیاژهای فلزی
آلیاژهای نیکل – نیکل و آلیاژهای نیکل فلزات غیرآهنی با استحکام و چقرمگی بالا، مقاومت در برابر خوردگی عالی و خواص دمایی بالا هستند.
آلیاژهای نیکل کروم - آلیاژهای نیکل کروم که معمولاً با عبارت ثبت اختراع Nichrome شناخته می شوند، با مقاومت بالا، اکسیداسیون خوب و خواص خوردگی مشخص می شوند و برای دماهای عنصر تا 1250 درجه سانتی گراد مناسب هستند.
آلیاژهای FeCrAl- آلیاژهای آهن-کروم-آلومینیوم که معمولاً با عبارت ثبت اختراع Kanthal™ شناخته می شوند، در مقایسه با آلیاژهای NiCr، وزن کمتر و طول عمر بیشتری دارند.
آلیاژهای CuNi- نیکل مس، همچنین به عنوان مس نیکل شناخته می شود، آلیاژهای دارای مقاومت متوسط و ضریب دمای پایین هستند و کمتر در عناصر گرمایش استفاده می شود.
آلیاژهای مولیبدن - مولیبدن یک فلز نسوز با نقطه ذوب بسیار بالا، مقاومت در برابر خوردگی بالا و چگالی نسبتا بالا است. المنت های گرمایش مولیبدن دارای محدوده عملیاتی دمای بالایی تقریباً 1900 درجه سانتیگراد هستند و برای کوره های با دمای بالا محافظت شده با خلاء یا گاز مناسب هستند.
آلیاژهای تنگستن - تنگستن یک فلز نسوز با بالاترین نقطه ذوب و کمترین فشار بخار در بین تمام فلزات است. مقاومت در برابر خوردگی بالا و چگالی نسبتاً بالایی دارد. المنت های بخاری تنگستن دارای محدوده عملیاتی دمای بالایی تقریباً 2500 درجه سانتیگراد هستند و برای کاربردهای اتمسفر کنترل شده با دمای بالا مناسب هستند.
سرامیک
گرافیت - گرافیت یک ماده کربنی با ساختار کریستالی ناهمسانگرد یا شش ضلعی است. عناصر گرمایش گرافیت شکننده، ارزان، دارای مقاومت کم و ضریب انبساط پایین هستند. آنها از چرخه حرارتی تخریب نمی کنند. با این حال، آنها نیاز به جریان عملیاتی بالاتری دارند و به دلیل تخلخل باز مستعد آلودگی هستند. عناصر گرافیت ممکن است برای بهبود ویژگی های عملیاتی پوشش داده شوند.
SiC — سیلیکون کاربید یک ترکیب سرامیکی نسوز از متالوئید سیلیکون و اکسیژن است. تولید عناصر گرمایش SiC در مقایسه با MoSi2 نسبتاً ارزان است. آنها دارای محدوده عملیاتی دمای بالایی تقریباً 1625 درجه سانتیگراد هستند. SiC را می توان درمان کرد و یک پوست محافظ SiO2 تشکیل داد که از اکسیداسیون بیشتر در دماهای بسیار بالا در اتمسفرهای غیر احیا کننده جلوگیری می کند.
سرامیک-فلزات (سرمت)
MoSi2 — دی سیلیسید مولیبدن مقاومت بسیار خوبی در برابر اکسیداسیون نشان می دهد، به طور گسترده در کاهش اتمسفر استفاده می شود و برای دماهای تا 1850 درجه سانتی گراد مناسب است. عناصر MoSi2 از چگالی توان بالا پشتیبانی می کنند و در مقایسه با آلیاژهای SiC و نیکل کمتر مستعد تخریب حرارتی هستند. سطح آن تجزیه می شود و لایه ای محافظ از شیشه سیلیسی را در صورت قرار گرفتن در معرض اکسیژن در دمای بالا تشکیل می دهد.
اطلاعات مرتبط
طیف IEEE—سیستم گرمایش گرافن به طور چشمگیری هزینه های انرژی خانه را کاهش می دهد
طیف IEEE - خانه خود را با رایانه های دیگران گرم کنید
منبع