عوامل طراحی که باید برای بخاری های برقی سرامیکی در نظر گرفته شود چیست؟

چه عوامل طراحی باید برای بخاری های برقی سرامیکی در نظر گرفته شود؟
بخاری های برقی سرامیکی دستگاه های گرمایشی هستند که از سرامیک به عنوان عایق یا بسترهای عناصر گرمایشی برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی حرارتی استفاده می کنند {0. به طور گسترده ای در ماشین آلات پلاستیکی (مانند دستگاه های قالب گیری تزریق) ، اکسترودرها) ، گرمایش مواد غذایی ، تجهیزات گرمایش حرارتی ، ساختمانهای نیمه هادی ، تنظیمات شیمیایی بالا و سایر زمینه ها ، با استفاده از زمینه های گرمایشی و سایر زمینه ها استفاده می شود. مقاومت ، و عملکرد عایق برتر. هنگام طراحی بخاری برقی سرامیکی ، تولید کنندگان بخاری برقی فلنج باید به طور جامع عوامل کلیدی مانند طراحی ساختاری ، انتخاب مواد ، پیکربندی قدرت ، ایمنی کنترل دما ، هدایت محیط زیست ، سازگاری با محیط زیست و نصب و نگهداری 2}}}} را در نظر بگیرند.
1. طراحی ساختاری و ابعادی
تعیین شکل ساختاری
انواع متداول عبارتند از:
بخاری های حلقه سرامیکی (برای گرم کردن پوشش بیرونی سیلندرها و لوله ها استفاده می شود).
بخاری های صفحه سرامیکی (برای منابع گرمای مسطح استفاده می شود) ؛
هسته های گرمایش سرامیکی تعبیه شده (مناسب برای داخل بلوک های رسانا گرما).
شکل ساختاری خاص باید با توجه به شکل بدن گرمایش و الزامات توزیع منبع گرما {{0} تعیین شود
طراحی ابعادی
طول ، عرض ، ضخامت یا قطر داخلی/بیرونی و انحنای را تعیین کنید.
حلقه سرامیکی اغلب با ساختار سیلندر گرمایش استفاده می شود و شکاف انبساط حرارتی 2 تا 3 میلی متر باید باقی بماند.
ساختار باید به راحتی نصب شود (مانند نوع باز ، نوع docking و ساختار سگک) {{0}
تطبیق گسترش حرارتی و استرس
مواد سرامیکی شکننده هستند و نیاز به جلوگیری از ترک خوردگی ناشی از گسترش حرارتی محدود دارند.
فضای بافر باید در ساختار بخاری محفوظ باشد ، و از گیره های بهاری یا براکت های انعطاف پذیر استفاده می شود {{0}
2. انتخاب عناصر گرمایش و مواد سرامیکی
مواد سیم گرم
مواد مشترک:
آلیاژ نیکل کروم (NICR): مقاوم در برابر درجه حرارت بالا و اکسیداسیون ، مناسب برای صنعت عمومی.
آلیاژ آهن کروم-آلومینیوم (مدفوع): مقاومت بهتر درجه حرارت بالا ، اما شکننده تر.
سرامیک PTC (دمای خودکشی): در موارد دمای ثابت کم مصرف استفاده می شود .
انتخاب باید بر اساس دمای عملیاتی ، سرعت پاسخ و عمر سرویس . ارزیابی شود
انواع سرامیک
انواع متداول عبارتند از:
سرامیک آلومینا (Al₂o₃): عایق خوب ، مقاومت در برابر دمای بالا ، مقاومت در برابر خوردگی.
سرامیک نیترید سیلیکون (SI₃N₄): مقاومت مکانیکی بالا ، مقاومت در برابر شوک حرارتی.
فیبر سرامیکی: مناسب برای لایه عایق ظرفیت حرارتی کم .
سرامیک ها باید دارای عایق بالا ، هدایت حرارتی خوب ، مقاومت در برابر شوک حرارتی قوی و مقاومت دما حداقل 800-1200 درجه ** .
مواد متوسط ​​و عایق هدایت حرارتی
پرکننده های رسانا حرارتی (مانند اکسید منیزیم با خلوص بالا) می توانند بین سیم گرمایش و سرامیک استفاده شوند.
لایه های عایق مانند الیاف سرامیکی و تخته های میکا باید بین محفظه بخاری و محیط اضافه شوند تا از کاهش گرما جلوگیری شود .
III . طراحی انرژی و انرژی حرارتی
طراحی چگالی قدرت
معمولاً چگالی قدرت 3-6 w/cm² است ، و می تواند برای موارد خاص با دمای بالا به8-10 w/cm² برسد.
باید بر اساس حجم ، مواد ، ظرفیت گرما و زمان گرمایشی بدن گرم شده محاسبه شود.
از ایجاد بیش از حد گرم شدن محلی و کاهش عمر بخاری {{0} جلوگیری کنید
منحنی افزایش دما و سرعت پاسخ حرارتی
این طرح باید میزان گرمایش مورد انتظار را برآورده کند (مانند دمای اتاق تا 300 درجه در طی 10 دقیقه).
تصمیم بگیرید که آیا یک نوع افزایش آهسته ، نوع گرمایش سریع یا نوع دمای ثابت را با توجه به نیازهای خاص طراحی کنید {{0}
بهینه سازی بهره وری حرارتی
سیم کشی ساختار داخلی باید به طور منطقی توزیع شود تا از هدایت حرارتی یکنواخت اطمینان حاصل شود.
یک لایه بازتابنده (مانند روکش استیل ضدزنگ) برای بهبود استفاده از انرژی حرارتی . اضافه کنید
IV . طراحی برق و کنترل سیستم کنترل
پارامترهای منبع تغذیه و روشهای اتصال
منبع تغذیه تک فاز/سه فاز (مانند 220 ولت ، 380V) را پشتیبانی کنید.
روشهای سیم کشی شامل سیم کشی ترمینال ، نوع خروجی ، نوع افزونه و غیره. ؛
انتخاب و تثبیت کابل با درجه حرارت بالا باید به خوبی انجام شود (مانند استفاده از سیم سیلیکون مقاوم در برابر گرما).
تطبیق سیستم کنترل دما
برای اندازه گیری دما برای دستیابی به کنترل خودکار دمای ثابت ، می توان با ترموکوپل ها (نوع K ، نوع J ، PT100) استفاده کرد.
مطابقت با ترموستات هوشمند ، رله حالت جامد SSR ، سیستم کنترل PLC برای دستیابی به تنظیم گرمایش حلقه بسته {{2}
عملکرد حفاظت از ایمنی
طراحی حفاظت بیش از حد دما ، زنگ هشدار دهنده مدار ، محافظت از نشت ، نظارت بر عایق ؛
از مشکلاتی مانند پیری و مدار کوتاه سیم گرمایش ، ترک خوردگی و نشت سرامیک. جلوگیری کنید
V . عناصر طراحی نصب و نگهداری
طرح نصب
حلقه های سرامیکی بیشتر توسط پیچ ها ، چشمه ها و گیره ها ثابت می شوند.
بخاری های سرامیکی از نوع صفحه را می توان با پیچ ها فشرده یا تعبیه کرد.
نصب باید کاملاً در تماس با سطح گرمایش باشد تا از سوختن خالی . جلوگیری شود
راحتی نگهداری و جایگزینی
مسکن باید به گونه ای طراحی شود که برای تسهیل جایگزینی عناصر گرمایش داخلی یا ماژول های سرامیکی قابل جدا شدن باشد.
طراحی رابط های سیم کشی استاندارد برای تسهیل جایگزینی یکپارچه لوازم جانبی {{0}
سازگاری محیطی
در صورت استفاده در محیط های هوای آزاد ، مرطوب یا خورنده ، موارد زیر را باید در نظر گرفت:
سطح حفاظت (بالاتر از IP54) ؛
مواد مسکن باید از جنس استنلس استیل (304/316) باشد.
طراحی ضد آب و ضد گرد و غبار .
vi . الزامات کیفیت و استاندارد
عایق و مقاومت ولتاژ
مقاومت عایق بیشتر یا برابر با 50 MΩ ، مقاومت ولتاژ بیشتر از یا مساوی 1500 ولت/1min (در استانداردهای مختلف کمی متفاوت است).
عایق باید در شرایط دمای بالا پایدار بماند تا از شکست . جلوگیری شود
زندگی و طراحی چرخه حرارتی
عمر طراحی بخاری های سرامیکی باید بیش از 8000 تا 10000 ساعت باشد.
سیم گرمایش باید در برابر انبساط حرارتی و انقباض سرما مقاومت کند تا از شکستگی خستگی جلوگیری شود .
مرجع استاندارد صنعت
مشخصات طراحی را می توان با مراجعه به JB/T 2379 ، GB/T 24145 ، IEC 60335 ، استاندارد CE و غیره تدوین کرد.
VII . تطبیق برنامه و سفارشی سازی محصول
سازگاری شیء کاربرد
به عنوان مثال ، بخاری سرامیکی برای دستگاه قالب گیری تزریق باید با انحنای بشکه مطابقت داشته باشد.
بخاری لوله باید به یک لایه عایق و سوراخ تشخیص مجهز شود.
سرامیک بارش گاز کم و طراحی آب بندی باید در سیستم های خلاء {0 {}} استفاده شود
الزامات سفارشی
کاربران ممکن است به موقعیت های افتتاحیه خاص ، طول سیم کشی و محدوده توزیع برق نیاز داشته باشند.
نقشه های CAD برای پشتیبانی از سفارشی سازی سریع و اثبات {{0} باید ارائه شود
پایان
طراحی بخاری های برقی سرامیکی نه تنها یک بسته بندی ساده از عناصر گرمایشی است ، بلکه یک مشکل مهندسی شامل چندین رشته مانند علوم مواد ، مهندسی حرارتی ، ایمنی الکتریکی ، ساختار مکانیکی و کنترل اتوماتیک است . یک بخاری سرامیکی باید ویژگی های کارآیی حرارتی بالا ، عمر طولانی ، پایداری قوی ، حفظ و نگهداری از صنایع را در اختیار داشته باشد. محیط .