导热油热风炉是以煤、重油(轻油)或可燃性气体作为燃料,将导热油作为热载体的热风发生装置。它利用循环油泵制液相循环,将热风输入翅片加热器内,再来加热空气,用作干燥热风。经过换热后的导热油则重新返回加热炉被加热,周而复始。
热管式热风炉换热器是采用热管作为传热元件,从而产生100~500℃的洁净空气,其换热效率高,热损失小,但设备成本高。
电加热式热风炉由电加热元件和加热箱体两部分组成,是通过电阻元件如电阻丝、碳化硅棒或辐射元件等使电能转变成热能的一种热风加热装置。其主要特点是:使用方便,无环境污染,结构简单,制作方便,控制温度精度较高,可达±0.5℃。对电容量富裕地区特别适合。
针对实验室对热风炉的要求,采用电加热能够保证送风的纯净以及对温度的精准要求,故本热风炉设计选用电作为热源。
1.2  电加热的概况
1.2.1  电热的作用
在食品、医药、木材、纸张、棉毛织品、印染等加热干燥过程中,应用电热可以保证加热的均匀性,操作简便,对产品质量的控制非常方便,同时也是最符合环保要求的工艺手段之一。
在金属热处理中,应用电热的方法可以保证金属结构加热极为均匀,加热温度极为准确,从而提高热处理质量。借助于电热方法,还可以对工件的某一部分或者表面进行局部加热。因此,在机械制造以及冶金中,出现越来越多的专用热处理装置。尤其在铸造业中,为了使金属液很快地注满型腔,保持金属液热量而具有良好的流动性,模具常常做成带有电热体装置的铸模。
在石油化工中,原油输送管线的伴热、罐体加热保温、油漆涂料的干燥、化肥的提炼等方面采用了电热后,使工程投资减少,运行成本降低。
在农业方面,随着现代化技术的发展和农业专业化逐步形成,电热也被广泛应用在育苗就、家禽养殖、良种培育等领域中。使得作物出苗率、禽蛋出壳成活率大为提高。农产品加工、粮食的干燥等也越来越多地利用电热进行生产。
1.2.2  电热的能量转换
电能和热能都是能量的不同形式,它们可以互相转化。其转换原理可分为电阻加热、感应加热和电弧加热。
电阻炉是以电能为能源,电流通过电热体,将电能转变为热能,借助辐射、对流和传导方式,将热量传给制品的装置。电弧炉是利用电弧产生的热量加热制品,它可以用来熔炼金属盒非金属,产生人造云母单晶及三氧化二铝空心球等。感应炉是利用工频、中频或高频电流,在被加热的导体中产生感应电流,使导体加热的设备[8]。
1.2.3  电热元件
合金电热元件因其具有良好的导电性、延展性等金属力学性能而是用广泛,它既可以绕制成一定形状尺寸成为一个独立的电热元件,又可与其他材料组合成为复合电热元件。电热元件可以单支是用,也可以根据需要,由许多个元件组合成不同的排列。本设计采用硅碳棒电热元件。
硅碳棒是利用自身的再结晶作用,以石英、焦炭为原料,经焙烧生成碳化硅生料,再加入焦油、沥青等作粘结剂,然后压制成形并经高温烧结而成的高纯度SiC制品。可在1250~1400℃工作温度下长期工作,碳化硅电热元件的最高工作温度可达1500℃。碳化硅电热元件的特点是高温高强度,硬而脆,元件间的电阻值一致性较差。易老化,电阻随使用时间延长而增大。碳化硅的电阻率起始通电加热阶段较大,随着温度升高逐渐下降;当温度达到800℃左右时电阻为最低值;温度超过1000℃时电阻又逐渐增大;超过1750℃时硅碳棒积炭增加而电阻呈负值曲线,并有灼坏设备的危险,因此不能采用电阻表在常温下测得电阻后再配套。
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