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金屬管狀電熱元件的設(shè)計程序較為復(fù)雜，相關(guān)參數(shù)較多，要合理*化的確定電阻絲綜合數(shù)據(jù)，往往需要反復(fù)計算，而這些參數(shù)的計算又是一環(huán)套一環(huán)，所以說*方案的確定必須花費一定精力和時間。因此說如何快速計算，提高工作效率也是電熱制造行業(yè)廣大技術(shù)人員的共同愿望。

金屬管狀電熱元件的設(shè)計程序較為復(fù)雜，相關(guān)參數(shù)較多，要合理*化的確定電阻絲綜合數(shù)據(jù)，往往需要反復(fù)計算，而這些參數(shù)的計算又是一環(huán)套一環(huán)，所以說*方案的確定必須花費一定精力和時間。因此說如何快速計算，提高工作效率也是電熱制造行業(yè)廣大技術(shù)人員的共同愿望。
　　1、電阻加熱基本原理及相關(guān)內(nèi)容
　　將電能轉(zhuǎn)換為熱能，并加以利用是電學(xué)中的一個重要效應(yīng)。
　　其以電轉(zhuǎn)化為熱的方式也是多種的，有等離子加熱、電子束加熱、電弧加熱、感應(yīng)加熱和電阻加熱(不單純限于電阻絲加熱)。
　　1.1電阻加熱：利用導(dǎo)體的電阻而產(chǎn)生熱量在相關(guān)媒界物質(zhì)的輔助下加熱各種物質(zhì)是電阻加熱的基本原理和工作原理。電阻加熱的依賴材料有多種，但是以合金電阻絲作為發(fā)熱材料是用途zui廣泛的主流材料，而作為金屬管狀電熱體的電熱絲材料基本以鎳鉻Ni-Cr，鐵鉻鋁Fe-Cr-AL和帶鉬的鉻鋁Cr-AL-Mo為主要材料。對合金電阻絲zui基本的條件和技術(shù)要求有：電阻率、電阻值的均勻性、化學(xué)穩(wěn)定性、抗氧化性、高溫強(qiáng)度等。
　　1.2電阻絲的相關(guān)參數(shù)
　　1.2.1電阻率
　　電阻絲的電阻率又稱電阻系數(shù)或比電阻，它是表示導(dǎo)體抵抗電流通過特性的一個電氣參數(shù)，導(dǎo)體的電阻率同電阻間的關(guān)系如下：
　　R=ρC/S
　　R—導(dǎo)體的電阻Ω
　　L—導(dǎo)體的長度m
　　S—導(dǎo)體的橫斷面積(截面積)mm2
　　ρ—導(dǎo)體的電阻率μΩ.m
　　電阻率同合金的化學(xué)成份、金相結(jié)構(gòu)、工作溫度相關(guān)，是計算不同規(guī)格電阻絲米電阻值的重要數(shù)據(jù)。所以說我們可以通過以上公式，只要知道其材質(zhì)的電阻率，就可以隨時計算出各種規(guī)格電阻絲的米電阻(每米長度的電阻值)。
　　1.2.2電阻絲的溫度系數(shù)
　　合金電阻絲隨著溫度的變化其電阻值(電阻率)也進(jìn)行變化，這個變化的數(shù)值稱之為電阻溫度系數(shù)。在工作溫度下的電阻率Pt與20℃時的電阻率P20之比稱之為電阻率修正系數(shù)，其關(guān)系式如下：
　　Ct=Rt/R
　　Ct—溫度為℃時電阻溫度系數(shù)
　　Rt—溫度為t時的電阻值
　　R—溫度常溫狀態(tài)下的電阻值
　　如果已知某種牌號電阻絲Ct(電阻溫度系數(shù))那么就可以利用以上關(guān)系式計算出不同溫度時的電阻值。
　　電阻絲的溫度系數(shù)在管狀電熱元件設(shè)計時是一個重要參數(shù)，直接影響產(chǎn)品的功率大小，實際工作中要參考上圖的大致變化曲線，同時要結(jié)合元件的實際工作狀況進(jìn)行模擬測試，即在常溫狀態(tài)下電阻值與工作溫度下的阻值之比，根據(jù)這個系數(shù)(實測)確定常溫狀態(tài)下的電阻值。(這里指成品電阻值)
　　1.2.3表面負(fù)荷
　　絲表面負(fù)荷是指電熱絲的展開總長度的單位表面積所擔(dān)負(fù)的電功率值W/cm2。通常情況下元件的工作條件越差(散熱條件差)，絲表面負(fù)荷應(yīng)選擇越小，反之元件的工作條件較好(散熱條件好)絲表面負(fù)荷相對可以選擇稍大，當(dāng)然散熱條件取決于加熱物質(zhì)、物體的大小、流體的流動、空氣的風(fēng)速等等條件，如果說單純以加熱介質(zhì)來定管表面負(fù)荷和絲表面負(fù)荷這是不全面的。比如說加熱元件功率是一樣，但是鑄造在1Kg鋁材和鑄造在3Kg材料中其散熱條件是不一樣。又如說同樣是流動空氣加熱風(fēng)速不一樣其效果是不一要的。所以在考慮加熱介質(zhì)的同時考慮其它條件來決定絲表面負(fù)荷才是可靠的。
　　電阻絲的表面負(fù)荷計算式為：
　　W/cm2=P/(D.л.L)
　　式中W/cm2—絲表面負(fù)荷
　　P—電功率
　　D—電阻絲直徑
　　L—展開長度
　　1.2.4繞制圈徑
　　根據(jù)管狀電熱元件中的額定電壓、額定功率、加熱介質(zhì)條件及所選擇確定的絲表面負(fù)荷后，確定電阻絲規(guī)格并合理地、科學(xué)地組裝固定到電熱元件中央。要達(dá)到這一目的就必須要對電阻絲進(jìn)行螺旋圈繞制(特殊的極少數(shù)產(chǎn)品不需要繞制)。在其它條件不變的情況下，合理選擇繞制芯棒，達(dá)到理想圈徑的電熱絲也是設(shè)計過程中的一個重要內(nèi)容，具體如下：
　　A.繞制圈徑不宜太大、太大了會使電阻絲與金屬管的距離減小，這樣會降低元件的絕緣耐壓性能。其次圈徑太大會使電阻絲的機(jī)械張力(彈力)減小，這樣在加粉過程易帶來電阻絲下垂現(xiàn)象，從而帶來成品發(fā)熱不均勻結(jié)果。當(dāng)然有時用戶來圖對引出棒的直徑要求就是大一點，那么我們?nèi)匀灰哉w性能考慮，應(yīng)該什么樣的圈徑就是什么樣的圈徑，寧可把引出棒與電阻絲連接的一端減小直徑(見圖)進(jìn)行連接，也不可以影響繞制圈徑的合理性。
　　B.圈徑不宜太小，繞制圈徑太小了會降低電阻絲產(chǎn)生的熱量不能快速地傳遞到金屬管外殼。由于不能快速地傳遞熱量，那必然會帶來自身溫度增高，從而縮短了產(chǎn)品的壽命。其次，對于少數(shù)特殊的產(chǎn)品，發(fā)熱區(qū)還很長，但是功率并不大，如果按照正常熱負(fù)荷計算電阻絲往往是在繞制后密繞長度太短，拉開后絲距太大，好像就逼著往繞制芯棒減小方面發(fā)展，其實大有不必，*可以把電阻絲選擇再大一點，或者采用雙絲繞制，這樣即可解決這一矛盾。