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引出棒直径粗细与电热管的功率大小规定值的选配

发表时间:2019-10-19 10:04

电热管的功率通常由加热系统的温度值与升温时间所决定,因此功率电压一旦决定后,采用什么材质的和直径尺寸规格的引出棒才能满足设计使用要求。下面列出引出棒所选用的材料相关数据
表格
   
    由于电热管加工完成后,一般封口材料为RTV硅胶,耐温为250℃左右,因此所选用的引出棒在通电工作时最高的工作温度必须≤250℃(RTV硅胶最高耐温度)那么如何保证这种要求呢?

    通过应用实例来说明:设计一电热管,规格为220V4000W,采用引出棒的材料为不锈钢材质,其引出棒外径尺寸为φ2.6×75mm,此尺寸选择是否正确合理?我们只有通过计算看是否正确合理。

    解:取φ2.6引出棒,其长度75 mm等于0.075米

    ①在引出棒上流过的电流为:

    I=P/U=4000/220≈18.18安培

    ②计算长度为75毫米,外径为φ2.6毫米的电阻值

    因为R=ρ.L/S=0.7×0.075/3.142×1.32≈0.01欧姆

    ③在75毫米引出棒上当流过18.18安培时所产生的功率P为

    P=I2R=18.182×0.01≈3.31瓦(即引出棒长为75毫米,产生的功率为3.31瓦)

    ④在75毫米,引出棒φ2.6所对应的管表面负荷为q棒

    q棒=P/S=3.31/3.142×0.26×7.5≈0.54瓦/厘米2

    ⑤直径为φ2.6的不锈钢引出棒当流过18.18安培时共产生功率为3.13瓦,且对应的棒的表面负荷为0.54瓦/厘米2,按管表面负荷与管表面对应的温度而言可求的此不锈钢引出棒表面温度大致在200~220℃左右。

    结论:当该加热电热管的引出棒直径为φ2.6时,且流过的电流为18.18安培时,此时引出棒的温度为200~220℃左右,低于硅胶的正常耐温250℃,因此符合设计要求。若高于硅胶的正常耐温250℃,则硅胶容易在引出棒温度下逐步老化出现裂痕,从而造成绝缘及电气性能下降。也可能在超过正常耐温下造成硅胶的碳化,产生电热管的绝缘下降甚至因硅胶的碳化造成引出棒与管外壳击穿。

    针对上述情况如超过250℃以上可以进行改进的方法如下:

    ①根据电热管的外径,如φ≥10毫米时,可以把引出棒的外径适当增大或长度加长,如此改动可减少单位长度上的电阻值及降低引出棒表面的负荷,使引出棒上尽管仍流过18.18安培电流,但引出棒表面的温度将会下降到硅胶能承受的温度甚至更低的温度。

    ②如果管径如φ≤10毫米时,则仍在18.18安培电流下,可适当加长或更换引出棒的材料,如纯镍引出棒等等。需要注意的是尽管铁质引出棒的电阻率低于不锈钢,但建议不采用,因为铁质材料的引出棒表面易氧化、强度小、接触电阻大并非好事。

   

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