Трубчатые электронагреватели (ТЭНы) (двухконцевые, оребренные, патронного типа, плоского типа)
Общие сведения
Трубчатые электронагреватели (ТЭНы) предназначены для преобразования электрической энергии в тепловую. Применяются для комплектующих изделий в промышленных установках, осуществляющих нагрев различных сред путем конвекции, теплопроводности или излучения.
Трубчатые электронагреватели по сравнению с другими типами нагревателей отличаются: возможностью эксплуатировать их при непосредственном контакте с нагреваемыми средами, которые могут быть газообразными, жидкими или твердыми, при нормальном и повышенном давлении; надежностью при вибрациях и значительных ударных нагрузках;
разнообразием конфигурации; отсутствием напряжения на оболочке ТЭНа.
Условия эксплуатации
УХЛ4, УХЛ3 - климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150 - 69 и ГОСТ 15543 - 70.
Высота над уровнем моря любая.
Температура окружающего воздуха любая.
Относительная влажность воздуха любая.
Требования по технике безопасности по ГОСТ 12.2.007.0 - 75; ТЭНы в составе комплектующего изделия должны иметь класс защиты не ниже 01.
Срок эксплуатации в той или иной среде ограничивается химической стойкостью оболочки и предельно допустимой температурой (см. таблицу).
При применении ТЭНа во взрывобезопасных средах взрывобезопасность установок должна обеспечиваться конструкцией самой установки.
Характерные случаи применения ТЭНа и наиболее часто применяемые удельные поверхностные мощности в зависимости от условий эксплуатации и материалов оболочки приведены в таблице.
Мощность, кВт - 0,25; 0,32; 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1,0; 1,25; 1,5; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10
Напряжение, В - 12, 24, 36, 42, 48 60, 127, 220, 380, 500, 600, 750
Диаметр d, мм: двухконцевых ТЭНов (рис.1) - 5; 6,5; 7,4; 8; 8,5; 10; 13
оребренных ТЭНов D (рис.2) - 10, 13
ТЭНов патронного типа d (рис. 3) - 4; 5; 6,5; 8; 10; 12,5; 14; 16; 18; 20; 25 и более
ТЭНов плоского типа d (рис. 4) - сечение 5x11,6x17
Длина развернутая L, мм: двухконцевых ТЭНов - 250-10000
оребренных ТЭНов - 250-10000
ТЭНов патронного типа - 45-2500
ТЭНов плоского типа - 300-4000
Длина контактных стержней в заделке Lk (пассивный конец), мм - 40, 65, 100, 125, 160, 250, 400, 630
По желанию потребителя допускается изготовление ТЭНов с другими параметрами.
Сочетание параметров - мощности, диаметра и длины в каждом типе ТЭНа производится с учетом нагреваемой среды, предельно допустимой удельной поверхностной мощности, условий эксплуатации и материала оболочки (см. таблицу и рис. 1 - 4).
Таблица
ДВУХКОНЦЕВЫЕ ТЭНЫ (рис. 1)
| Нагреваемая среда | Характер нагрева | Удельная мощность, Вт/см2 | Материал оболочки ТЭНа |
| Вода, слабый раствор щелочей и кислот (pH от 5 до 9) | Кипячение при максимальной температуре на оболочке 100 ° С | 9,0 ? 15,0 | Медь и латунь (с покрытиями или без них в зависимости от состава воды) |
| Вода, слабый раствор кислот | То же | 12,0 ? 18,0 | Нержавеющая жаростойкая сталь |
| Вода, слабый раствор щелочей | –"– | 10,0 ? 15,0 | Углеродистая сталь |
| Воздух и прочие газы и смеси газов | Нагрев среды без принудительной циркуляции при рабочей температуре на оболочке ТЭНа до 450 ° С | 1,0 ? 2,0 | То же |
| То же | То же при рабочей температуре на оболочке ТЭНа до 650 ° С | 4,0 ? 5,0 | Нержавеющая жаропрочная сталь |
| –"– | Нагрев среды с принудительной циркуляцией со скоростью не менее 6 м/с при рабочей температуре на оболочке ТЭНа до 450 ° С | 4,0 ? 5,5 | Углеродистая сталь |
| –"– | То же при рабочей температуре на оболочке ТЭНа до 750 ° С | 4,0 ? 6,0 | Нержавеющая жаропрочная сталь |
| Технические масла | Нагрев в ваннах и емкостях | 2,0 ? 3,0 | Углеродистая сталь |
| Пищевые жиры | Нагрев во фритюрницах | 4,0 ? 5,0 | Нержавеющая сталь |
| Селитра | Нагрев и плавление в ваннах с рабочей температурой на оболочке ТЭНа до 500 ° С | 3,0 ? 4,0 | Нержавеющая жаростойкая сталь |
| Щелочь, щелочно-селитровая смесь | То же | 3,0 ? 4,0 | Углеродистая сталь |
| Легкоплавкие металлы: олово, свинец и другие | То же с рабочей температурой на оболочке ТЭНа до 450 ° С | 3,0 ? 3,5 | То же |
| Литейные формы, пресс-формы | ТЭН вставляется в отверстия. Имеется гарантированный тепловой контакт с нагреваемым металлом. Рабочая температура на оболочке ТЭНа до 750 ° С | 4,0 ? 7,0 | Нержавеющая жаропрочная сталь |
| Металлические плиты из алюминиевых сплавов | ТЭНы залиты в изделия. | 8,0 ? 10,0 |
|
| То же без термоограничителя | 4,0 ? 5,0 | То же |
Типовая конструкция и условные обозначения двухконцевого трубчатого электронагревателя
1 - металлическая оболочка;
2 - спираль;
3 - стержень;
4 - наполнитель;
5 - герметик;
6 - изолятор;
7 - контактные устройства
L - развернутая длина ТЭНа;
d - диаметр ТЭНа;
La - активная длина ТЭНа;
lk - пассивный конец вывода (длина контактного стержня в заделке);
Lr - полная длина ТЭНа (габарит):
Таблица
ОРЕБРЕННЫЕ ТЭНЫ (рис. 2)
| Нагреваемая среда | Характер нагрева | Удельная линейная мощность, Вт/см2 | Материал |
| Воздух, прочие газы и смеси газов | Нагрев среды с принудительной циркуляцией не менее 6 м/с при рабочей температуре на оребрении ТЭНа до 300 ° С | 45,0–50,0 | Оболочка ТЭНа – углеродистая сталь, оребрение – алюминий |
| То же | То же при рабочей температуре на оребрении ТЭНа до 650 ° С | 35,0–45,0 | Оболочка ТЭНа и оребрение – нержавеющая сталь |
Условные обозначения оребренного ТЭНа
La - активная длина ТЭНа;
L - развернутая длина ТЭНа;
Lr - полная длина ТЭНа (габарит);
D - диаметр оребрения;
d - диаметр ТЭНа:
Таблица
ТЭНЫ ПАТРОННОГО ТИПА (рис. 3)
| Нагреваемая среда | Характер нагрева | Удельная мощность, Вт/см2 | Материал оболочки ТЭНПа |
| Литейные формы, пресс-формы | ТЭНы вставлены в отверстия. | 10,0–15,0 | Нержавеющая жаропрочная сталь |
| Вода | Нагрев, кипячение | 12,0–18,0 | То же |
| Технические масла | Нагрев в емкостях | 2,0–3,0 | –"– |
Условные обозначения патронного ТЭНа
d - диаметр ТЭНа;
L - развернутая длина ТЭНа;
Lr - полная длина ТЭНа (габарит):
Таблица
ТЭНЫ ПЛОСКОГО ТИПА (рис. 4)
| Нагреваемая среда | Характер нагрева | Удельная мощность, Вт/см2 | Материал оболочки ТЭНа |
| Воздух, прочие газы и смеси газов | Нагрев среды без принудительной циркуляции при рабочей температуре на оболочке ТЭНа до 300 ° С | 1,1 | Углеродистая сталь |
| То же | То же при рабочей температуре на оболочке ТЭНа до 500 ° С | 3,2 | Нержавеющая жаропрочная сталь |
Условные обозначения ТЭНа плоского типа
L - развернутая длина ТЭНа;
Lr - полная длина ТЭНа (габарит);
b, h - высота и ширина ТЭНа плоского типа:
Удельная поверхностная мощность двухконцевых и патронных ТЭНов определяется как p=P/xdxLа, Вт/см2, где Р - активная мощность ТЭНа, Вт.
Удельная поверхностная мощность плоских ТЭНов определяется как p=P/hxbxLа, Вт/см2.
Линейная удельная мощность для оребренных ТЭНов: p=P/Lа, Вт/см2.
Трубчатый электронагреватель состоит из тонкостенной металлической оболочки, выполненной из трубы соответствующего диаметра, внутри которой размещена спираль из проволоки высокого удельного электрического сопротивления. Концы спирали соединены с контактными стержнями, снабженными с внешней стороны контактными устройствами, токопроводы выполняются в виде флажков или резьбовых соединений.
Между торцом трубы и контактным устройством установлен изолятор. Свободное пространство внутри оболочки заполнено наполнителем, обладающим высокими диэлектрическими свойствами и имеющим значительный коэффициент теплопроводности. Как правило, в качестве наполнителя применяется периклаз (кристаллическая окись магния).
Торцы электронагревателя заполняются влагозащитным термостойким лаком (герметиком), снижающим влияние внешней среды на электроизоляционные свойства наполнителя ТЭНа в процессе его хранения и эксплуатации. Оболочки ТЭНов изготовляются из материалов, указанных в таблице.
Принцип работы трубчатого электронагревателя основан на выделении тепла при прохождении тока через спираль из проволоки высокого омического сопротивления. При этом тепловой поток проходит от спирали через периклаз (или керамику - для ТЭНа патронного типа) на оболочку ТЭНа и далее к нагреваемой среде.
В комплект поставки входят: ТЭНы и технический паспорт на каждый тип с указанием гарантийного срока.
Характеристики Электротехнического оборудования
Характеристики станков
Характеристики КПО
Характеристики импортного оборудования
Характеристики насосного оборудования
Марки стали и сплавов
Прочее оборудование
