关于单头电热管使用材料—电热丝的应用

① 用于制造电热管的电热丝基本定型为圆型，现在应用的电热丝材料从大类上可分为铁铬铝合金（OCr25Al5）和镍络合金（Cr20Ni80和Cr15Ni60）两种型号，这两种材料在应用过程中唯一共同的特征是具有正温性的C_t系数，即当温度增加时，它们的电阻值也随之增加，只不过镍铬合金比铁络铝的C_t系数更大，这种特征的出现提醒设计者要注意：必须设计之前对电热管具体工作温度有很清楚的了解，并知道在这种温度下电热丝的具体C_t系数，预先设置电阻设置值，否则工作状态下的实际功率肯定小于额定功率的现象不可避免。

   ② 在电热丝设计时，丝负荷、节距是不可忽视的重点，对寿命也是很大的影响，从理论上讲，电热丝的表面负荷可设计到150W/cm²,由于实际使用中条件的变化和寿命的需要，不可能达到理想状态，因此个人建议丝负荷最大应控制在120W/cm²以内，如果超过此范围需要慎重。 

   ③ 丝径的快速选择计算

式中 P        功率         W

    φ         绕丝芯杆       mm   

   l_热      成品管发热长      mm

   l_管      成品管长       mm
               η    管延伸率的倒数    0.86～0.91

    V    工作电压       V

    t    丝距与丝径比      
                k    单丝210   双丝420     

④ 求电热丝的工作温度

 式中  t₂          功电热丝的工作温度            ℃

   t₁          管表面的温度                  ℃

   k          丝距修正系数       1.28(密) ～1.08(疏)

  D″         管外径                         cm

   D′        管内径                          cm 

   D          螺旋电热丝外径             cm  

  λ         MgO粉导热系数                0.02083

   Q          管表面负荷                    w/cm² 

 ⑤ 对于长期高温工作和处于有环境腐蚀因素时的电热管一定选用镍铬丝作为唯一选择的材料的标准。 

 ⑥ 一般≤Φ0.26线径的电热丝称为细丝。 

电热丝的品质要求       

   ① 非常稳定的Ct系数。 
          ② 较高的电流承载系数。
          ③ 具有较高的抗腐蚀性能。
          ④ 具有较高的力学性。
          ⑤ 电阻率的均一性好。

电热丝的相关常识

电阻率

电阻率又称电阻系数或比电阻，它是表示导体抵抗电流通过特性的一个电气参数。导体的电阻率同电阻间的关系如下：

  R=ρL/S

式中    R—导体的电阻 Ω

 L—导体的长度  m

 S—导体的横断面积  mm²

 ρ—导体的电阻率 μΩ·m

电阻率是同电热丝的几何尺寸无关的电气参数，它同其它化学成分、金相结构、工作温度相关，是计算电热管电阻值的重要数据。

电热丝在高温下由于化学成分的变化和沿晶界或晶内析出化合物，会引起电阻率变化。镍铬系合金在高温下金相组织比较稳定，因此，长期使用过程中电阻率是稳定的。相反铁铬铝系合金的稳定性就比较差，主要是合金中含铝量依次减少，造成电阻率变化。

电阻温度修正系数

电阻温度修正系数又称电阻率温度修正系数，由以下式表示：

                C_t=R_t/R=ρ_t/ρ 

          式中   C_t—温度为t时的电阻温度修正系数  

               R_t R—温度为t和室温时的电阻值 Ω

           ρ_t ρ—温度为t和室温时的电阻率 μΩ·m

如果已知电热丝材料的C_t和R时，利用下列公式可以计算出任何温度下电热丝材料的电阻值R_t(Ω)  

                      R_t= R C_t

电热丝的电阻温度修正系数与温度的关系可表示为C_t-t曲线。 

电阻温度修正系数是计算不同温度时电热管电阻的重要参数 ，为此电热合金国家标准中和电热丝生产厂家的产品说明中都给出了不同牌号电热丝在不同温度下的C_t值。