Toplilne elementi: Vrste lastnosti in uporaba

Ogrevalni element je naprava, ki električno energijo pretvori v toplotno energijo skozi proces Jouleovega ograjevanja. Ko električni tok preteče skozi upornost, ustvari toploto. Ogrevalni elementi se uporabljajo v različnih ogrevalnih opremah ali aparaturah, kot so električni peči, električni pečnice, električni ogrevalki itd.

Delovanje in življenjska doba ogrevalnega elementa odvisna sta od lastnosti materiala, iz katerega je izdelan. Material mora imeti naslednje:

• Visok temperaturni točka topnja

• Visoka upornost

• Nizki temperaturni koeficient upornosti

• Visoka trdnost na razteg

• Dovolj večkratnost za oblikovanje drutov

• Visoka odpornost na oksidacijo na prostem zraku

V tem članku bomo razpravljali o štirih pogosto uporabljenih materialih za izdelavo ogrevalnih elementov: Nichrome, Kanthal, Cupronickel in Platin. Prav tako bomo primerjali njihovo sestavo, lastnosti in uporabo.

Kaj je Nichrome?

Nichrome je legiranje nikla in kromija z majhnimi deleži železa, mangana in silicija. To je eden najpogosteje uporabljenih materialov za drute ogrevalnih elementov. Tipična sestava Nichrome je:

Lastnosti Nichrome

Nichrome ima naslednje lastnosti:

• Upornost: 40 µΩ-cm

• Temperaturni koeficient upornosti: 0,0004 / °C

• Točka topnja: 1400 °C

• Specifična teža: 8,4 g/cm³

• Visoka odpornost na oksidacijo

Uporaba Nichrome

Nichrome se uporablja za izdelavo ogrevalnih elementov za električne ogrevalke in peči. Ustreza za neprekinjeno delovanje pri temperaturi do 1200 °C. Ko je ogrevalni element prvič zagret, reagira kromij v legiranju z vladinom v zraku in oblikuje sloj kromijevega oksida na zunanji površini ogrevalnega elementa. Ta sloj deluje kot zaščitni sloj in preprečuje nadaljnjo oksidacijo, lomanje in izgoranje druta.

Kaj je Kanthal?

Kanthal je blagovna znamka za družino legiranj železa-kromija-aluminija (FeCrAl). Ta legiranja se uporabljajo za širok nabor upor in ogrevalnih aplikacij. Tipična sestava Kanthal je:

Lastnosti Kanthal

Kanthal ima naslednje lastnosti:

• Upornost pri 20 °C: 145 µΩ-cm

• Temperaturni koeficient upornosti pri 20 °C: 0,000001 / °C

• Točka topnja: 1500 °C

• Specifična teža: 7,1 g/cm³

• Visoka odpornost na oksidacijo

Uporaba Kanthal

Kanthal se uporablja za izdelavo ogrevalnih elementov za električne ogrevalke in peči. Ustreza za neprekinjeno delovanje pri temperaturi do 1400 °C. Ko je ogrevalni element prvič zagret, reagira aluminij v legiranju z vladinom v zraku in oblikuje sloj aluminijevega oksida na ogrevalnem elementu. Ta sloj je električni izolator, vendar ima dobro toplotno prevodnost. Ta električno izolirajoč sloj ogrevalni element čini varnim pred strmi. Kanthal je zelo primeren za izdelavo ogrevalnih elementov za električne peči, uporabljene za toplinsko ravnanje v keramiki, jeklu, steklu in elektronski industriji.