عناصر گرمایش کاربید سیلیکون (SiC) به طور گسترده در کورههای الکتریکی با دمای بالا، کورههای پخت و کورههای آزمایشگاهی استفاده میشوند. پیکربندی مناسب المنت گرمایش مستقیماً بر سرعت گرمایش، یکنواختی دما، بازده انرژی و عمر مفید تأثیر میگذارد.
انتخاب عناصر گرمایش SiC نباید تنها بر اساس قدرت کل کوره باشد. ابعاد کوره، دمای کارکرد، جو، منبع تغذیه و ترتیب نصب نیز باید در نظر گرفته شود.
1. پارامترهای کوره را تعریف کنید
قبل از انتخاب عناصر گرمایشی، اطلاعات زیر را تأیید کنید:
ابعاد محفظه کوره;
دمای عملیاتی حداکثر و معمولی؛
بار مواد و وزن؛
زمان لازم برای گرم کردن-.
جو کوره؛
ولتاژ و فاز منبع تغذیه؛
عملیات مداوم یا متناوب.
این پارامترها مبنایی برای محاسبه توان گرمایشی مورد نیاز هستند.
2. توان گرمایشی مورد نیاز را تعیین کنید
قدرت کل کوره عمدتاً برای موارد زیر استفاده می شود:
بار را گرم کنید؛
پوشش کوره را گرم کنید؛
تلفات حرارتی کوره را جبران کنید.
همچنین ممکن است بسته به نرخ گرمایش و شرایط عملیاتی، حاشیه توان مناسب مورد نیاز باشد.
3. نوع عنصر گرمایش SiC را انتخاب کنید
بسته به ساختار کوره و فضای نصب، می توان از عناصر گرمایشی مستقیم، U{0}}، W-شکل یا سفارشی SiC استفاده کرد.
موارد زیر نیز باید تعیین شود:
طول منطقه گرم-
طول انتهایی-سرد؛
قطر عنصر؛
موقعیت نصب؛
فاصله بین عناصر
منطقه داغ باید در ناحیه گرمایش موثر واقع شود و نباید به دیواره یا عایق کوره گسترش یابد.
4. مقدار و ترتیب را تعیین کنید
تعداد عناصر گرمایش به قدرت کل کوره، مساحت سطح منطقه گرم-و بارگذاری سطح مجاز بستگی دارد.
بارگذاری بیش از حد سطح ممکن است پیری عنصر را تسریع کند. بنابراین طراحی باید عملکرد گرمایش و عمر مفید را متعادل کند.
برای کورههایی که نیاز به یکنواختی دمای بالا دارند، عناصر گرمایشی را میتوان در هر دو طرف، روی سطوح مختلف یا در مناطق گرمایشی کنترلشده مستقل قرار داد.
5. اتصال الکتریکی را طراحی کنید
بسته به مقاومت عنصر و منبع تغذیه موجود، عناصر ممکن است به صورت سری، موازی یا سری-موازی متصل شوند.
طراحی باید در نظر گرفته شود:
مقاومت عنصر؛
ولتاژ و جریان عملیاتی؛
تعادل بار سه فازی-
تطبیق مقاومت در هر گروه.
طراحی الکتریکی مناسب به اطمینان از توزیع متعادل برق کمک می کند.
6. به پیری مقاومتی اجازه دهید
مقاومت الکتریکی عناصر گرمایش SiC معمولاً در طول کارکرد طولانی مدت-افزایش مییابد. در یک ولتاژ ثابت، مقاومت بالاتر منجر به خروجی توان کمتر می شود.
بنابراین، سیستم کنترل و قدرت کوره باید محدوده تنظیم مناسبی را برای جبران پیری مقاومت فراهم کند.
نتیجه گیری
پیکربندی عناصر گرمایش SiC برای یک کوره الکتریکی جدید به طور کلی شامل موارد زیر است:
تعریف پارامترهای کوره ← محاسبه توان کل ← انتخاب نوع و ابعاد عنصر ← تعیین مقدار و آرایش ← طراحی اتصالات الکتریکی ← امکان پیری مقاومتی
یک سیستم به درستی طراحی شده می تواند یکنواختی دما، پایداری عملکرد و عمر مفید عنصر گرمایش را بهبود بخشد.
برای انتخاب اولیه، باید اطلاعاتی مانند ابعاد کوره، دمای کارکرد،{0}زمان گرمایش، جو کوره، منبع تغذیه و فضای نصب برای تعیین محلول عنصر گرمایش SiC مناسب ارائه شود.
