Elemento de aquecimento
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Elementos de aquecimento de metal [ Editar ]
Nichrome : a maioria dos elementos de aquecimento usam fio, fita ou tira nichrome 80/20 (80% de níquel , 20% de cromo ). Nichrome 80/20 é um material ideal, porque tem resistência relativamente alta e forma uma camada aderente de óxido de cromo quando é aquecida pela primeira vez. O material abaixo desta camada não se oxida, evitando que o fio se quebre ou queime.
Um elemento de aquecimento enrolado de uma torradeira elétrica
Fio de resistência: os elementos de aquecimento de resistência metálica podem ser fio ou fita, retos ou enrolados. Eles são usados em dispositivos de aquecimento comuns, como torradeiras e secadores de cabelo , fornos para aquecimento industrial, aquecimento de pisos, aquecimento de telhado, aquecimento de via para derreter a neve, secadores, etc. As classes mais comuns de materiais utilizados incluem:
Fios Kanthal (FeCrAl)
Nichrome 80/20 fio e tira
Ligas de Cuproníquel (CuNi) para aquecimento a baixa temperatura
Folha gravada: os elementos de folha de tinta gravada são geralmente feitos a partir das mesmas ligas que os elementos de fio de resistência, mas são produzidos com um processo de gravação de foto subtrativo que começa com uma folha contínua de folha de metal e termina com um padrão de resistência complexo. Esses elementos são comumente encontrados em aplicações de aquecimento de precisão, como diagnósticos médicos e aeroespacial.
Elementos de aquecimento cerâmicos [ Editar ]
Disilicida de molibdênio: desilicídio de molibdênio (MoSi 2 ), um composto intermetálico, um silicieto de molibdênio, é uma cerâmica refratária usada principalmente em elementos de aquecimento. Tem uma densidade moderada, ponto de fusão 2030 ° C, e é eletricamente condutor. Em altas temperaturas, forma uma camada de passivação de dióxido de silício, protegendo-a de uma oxidação adicional. A área de aplicação inclui indústria de vidro , sinterização cerâmica , fornos de tratamento térmico e fornos de difusão de semicondutores .
Elementos cerâmicos PTC: o material cerâmico PTC é nomeado pelo seu coeficiente térmico positivo de resistência (ou seja, a resistência aumenta após o aquecimento). A maioria das cerâmicas tem um coeficiente negativo, enquanto a maioria dos metais tem valores positivos. Enquanto os metais tornam-se um pouco mais resistentes a temperaturas mais elevadas, esta classe de cerâmica (muitas vezes titanato de bário e compostos de titanato de chumbo ) tem uma resposta térmica altamente não linear, de modo que se torna extremamente resistiva acima de uma temperatura limiar dependente da composição. Esse comportamento faz com que o material atue como seu próprio termostato , já que a corrente passa quando é legal e não quando está quente. Os filmes finos deste material são usados em aquecedores de descongelação de janela traseira automotiva, e os elementos em forma de favo de mel são usados em secadores de cabelo e aquecedores de espaço mais caros.
Elementos de aquecimento do polímero PTC [ Editar ]
Um aquecedor PTC flexível feito de borracha condutora
Os aquecedores resistivos podem ser feitos de materiais de borracha de PTC onde a resistividade aumenta exponencialmente com o aumento da temperatura. [1] Tal aquecedor produzirá alta potência quando estiver frio e aquecerá rapidamente até uma temperatura constante. Devido à sua resistividade exponencialmente crescente, o aquecedor nunca pode aquecer para mais quente do que esta temperatura. Acima desta temperatura, a borracha atua como um isolador elétrico. A temperatura pode ser escolhida durante a produção da borracha. As temperaturas típicas estão entre 0 e 80 ° C (32 e 176 ° F).
É um sensível aquecedor auto-regulável e aquecedor auto-limitante . [ precisão necessária ] Auto-regulação significa que cada ponto do aquecedor mantém independentemente uma temperatura constante sem a necessidade de regular a eletrônica. Auto-limitante significa que o aquecedor nunca pode exceder uma certa temperatura em qualquer ponto e não requer proteção contra o superaquecimento.
Elementos de aquecimento compostos [ Editar ]
elemento cortado cortado seção transversal
Elementos de aquecimento tubular: os elementos tubulares (estofados) normalmente compreendem um fio de liga de aquecimento de resistência fina de nichrome (NiCr), que está localizado em um tubo metálico (de ligas de aço inoxidável, como Incoloy ou cobre) e isolado pelo pó de óxido de magnésio . Para manter a umidade do isolador higroscópico , as extremidades estão equipadas com contas de material isolante, como borracha de cerâmica ou de silicone, ou uma combinação de ambos. O tubo é desenhado através de um dado para comprimir o pó e maximizar a transmissão de calor. Estes podem ser uma haste reta (como em fornos de torradeira ) ou dobrados para uma forma para abranger uma área a ser aquecida (como em fogões elétricos , fornos e cafeteiras ).
Elementos impressos por tela : as trilhas metálicas e cerâmicas impressas em chapas metálicas isoladas de cerâmica (geralmente aço) encontraram aplicação generalizada como elementos em chaleiras e outros aparelhos domésticos desde meados da década de 1990.
Elementos de aquecimento radiativo (lâmpadas de calor): uma lâmpada incandescente de alta potência geralmente funciona com menos de potência máxima para irradiar principalmente infravermelho em vez de luz visível . Estes geralmente são encontrados em aquecedores de espaço radiante e aquecedores de alimentos, tomando uma forma longa, tubular ou uma forma de lâmpada reflectora R40 . O estilo da lâmpada do refletor é geralmente vermelho tingido para minimizar a luz visível produzida; A forma tubular vem em diferentes formatos:
Ouro revestido - Realizado pela lâmpada patenteada Phillips Helen. Um filme dicroico de ouro é depositado no interior que reduz a luz visível e permite a maior parte do infravermelho da onda curta e média. Principalmente para aquecer as pessoas. Alguns fabricantes fabricam agora essas lâmpadas e melhoram constantemente.
Ruby revestido a vermelho - mesma função que as lâmpadas revestidas de ouro, mas a uma fração do custo. O brilho visível é muito maior do que a variante de ouro.
Claro - Nenhum revestimento e usado principalmente em processos de produção.
Elementos de núcleo de cerâmica removíveis: compreendendo fio de liga de aquecimento de resistência em espiral roscado através de um ou mais segmentos de cerâmica cilíndricos para fazer um comprimento necessário (relacionado à saída), com ou sem uma haste central. Inserido em uma bainha de metal ou tubo selado em uma extremidade, este tipo de elemento permite a substituição ou reparo sem entrar no processo envolvido, geralmente o aquecimento de fluidos sob pressão.
Combinação de sistemas de elementos de aquecimento [ Editar ]
Tecnologia de filme espesso : elementos de aquecimento para fornos de alta temperatura são muitas vezes feitos de materiais exóticos, incluindo platina , desilicídio de molibdênio , molibdênio ( forno a vácuo ) e carboneto de silício . Os inflamadores de carboneto de silício são comuns em fornos a gás. Os aquecedores a laser também estão sendo usados para alcançar altas temperaturas em tecnologia de filme espesso. [2]
Fogão elétrico : os primeiros fogões elétricos usavam elementos de aquecimento tubulares para todas as funções, mas alguns usam outra tecnologia para que os queimadores de superfície produzam uma faixa de topo suave que seja mais fácil de limpar.
