El diseño de tubos de calefacción eléctricos es una ingeniería de sistemas que requiere una consideración integral de la aplicación de termodinámica, ciencia de los materiales y tecnología de procesos. El siguiente es un desglose detallado de las ideas de diseño central:
1 、 Determinación de parámetros técnicos
Cálculo de potencia
Es necesario especificar el volumen del medio de calentamiento, la diferencia de temperatura objetivo (Δ T) y el tiempo de calentamiento, y estimar la demanda total de energía a través de la fórmula. Por ejemplo, en el diseño de una sala de hornear de pintura, cuando el volumen es de 39 m ³, la diferencia de temperatura es de 40 ℃, y el tiempo de calefacción es de 40 minutos, la potencia total es de aproximadamente 120kW.
Combinación de los requisitos de la condición de trabajo
Determine la forma (tubería recta/en forma de U/espiral) y el tamaño del tubo de calentamiento eléctrico en función del entorno de trabajo (temperatura 25-55 ℃, humedad ≤ 90%), tipo medio (líquido/aire/sólido) y limitaciones de espacio de instalación.
2 、 Selección de material y optimización del rendimiento
Materiales núcleos
Alambre de calefacción eléctrica: la aleación de cromo de níquel (temperatura de trabajo> 600 ℃) o la aleación de aluminio de cromo de hierro (≤ 600 ℃) se seleccionan comúnmente, y es necesario equilibrar la resistividad eléctrica y la alta resistencia a la temperatura.
Material de tubería: acero inoxidable (resistente a la corrosión), cobre (alta conductividad térmica) o aleación de titanio (medio especial), elija 26 según las características del medio de calentamiento.
Llenado de aislamiento
La pureza del polvo de óxido de magnesio debe ser mayor al 96%, y el tamaño de partícula debe ser ≤ 0.4 mm para garantizar la uniformidad de la conductividad térmica y la estabilidad del aislamiento.
3 、 Diseño estructural y distribución térmica
Estrategia de diseño
Adoptar una estrategia de diseño uniforme para evitar el sobrecalentamiento local. Por ejemplo, en el diseño de una sala de hornear de pintura, los tubos de aletas rectas están dispuestos alternativamente en ambos lados y en la parte inferior, con un espacio de columna de 15 cm para garantizar un campo térmico uniforme.
Optimización del cuerpo de la tubería
El diámetro y la longitud de la tubería deben adaptarse a las limitaciones de espacio, y el área de disipación de calor se puede aumentar mediante el uso de estructuras como aletas y ondas para mejorar la eficiencia de la transferencia de calor en 25.
Sellado e interfaz
El proceso de tubería de retiro del vacío se utiliza para garantizar una densa capa de aislamiento interno, y la varilla de deriva debe sellarse para evitar la oxidación y la corrosión.
4 、 Integración del sistema de control
Método de control de temperatura
Combinando el algoritmo PID con el sensor de temperatura para lograr el control de circuito cerrado, el rango de fluctuación se puede controlar dentro de ± 1 ℃.
Protección de seguridad
Protección de sobrecarga integrada, detección de fugas y dispositivo de fusible de temperatura, cumpliendo con los estándares de seguridad como IEC60335.
5 、 Estándares de proceso y prueba
Proceso de fabricación
Siga el proceso de "Tubo de corte → Alambre de devanado → Agregar polvo → Tubo encogido → Sellado → Prueba", con un enfoque en controlar la densidad de llenado de óxido de magnesio (≥ 3.1g/cm ³) y la relación de compresión del tubo de reducción (15-20%).
Verificación de calidad
A través de pruebas de voltaje de resistencia (1500V/60S), detección de corriente de fuga (≤ 0.5MA) y pruebas de vida útil (> 2000h operación continua) 68.
6 、 Economía y mantenimiento
Saldo de costos
Optimice el grosor de la tubería y el diámetro del alambre de calefacción mientras cumple con los requisitos de rendimiento, y reduce el diseño de energía redundante.
Diseño modular
Adoptar una estructura de conexión desmontable para un reemplazo rápido en caso de daños locales, reduciendo los costos de mantenimiento en un 38%.
A través del diseño colaborativo multidimensional mencionado anteriormente, se puede lograr una operación eficiente, segura y duradera de los tubos de calefacción eléctricos. Durante la implementación específica, la verificación de simulación y la optimización de la iteración de pruebas de prototipo deben llevarse a cabo junto con escenarios de aplicación