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山西自限温电伴热带概述、工作原理及性能

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1、 概述

  自控温电伴热带(或称自限温电热带)。它是一种电热功率随系统温度自调的带状限温伴热器。即电缆本身具有 自动限温,并随着被加热体系的温度变化能自动调整发热功率的功能,以保证工作体系始终稳定在设定的最佳操 作温区正常运行。

  1.1 工作优点

  —加热时能够自动限定电缆的工作温度;

  —能随被加热体系的温度变化自动调整输出功率而无需外加设备;

  —电缆可以任意裁短或在一定范围内接长使用,而上述性能不变。

  —允许交叉重叠缠绕敷设而无过热及烧毁之忧。

  1.2 工作优点

  自控温电伴热带在用于防冻和保温时,具有如下优点:

  —伴热管线温度均匀,不会过热,安全可靠;

  —节约电能,稳态时,功率较小;

  —间歇操作时,升温启动快速;

  —安装及运行费用低;

  —安装使用维护简便;

  —便于自动化管理。

  2、 PTC工作原理

  2.1 PTC效应及PTC材料

  PTC效应即正温度系数效应,是特指材料电阻率随着温度升高而增大,并在一定温度区间电阻率急剧增大的特性。 具有PTC效应的材料称为PTC材料,本电缆的高分子PTC材料是半晶离聚物与炭黑的共混物。

  2.2 工作原理

  自控温电伴热带的电热元件,是在两根平行金属母线之间均匀的挤包一层PTC材料制成的芯带。PTC材料经熔融挤 出、冷却定型之后,分散其中的炭微粒形成无数纤细的导电炭网络。当它们跨接在两根平行母线上时,就构成芯 带的PTC并联回路。电缆一端的两根母线与电源接通时,电流从一根母线横向流过PTC材料层到达另一根母线形成 并联回路。PTC层就是连续并联在母线之间的电阻发热体,将电能转化成热能,对操作系统进行伴热保温。当芯带 温度升到相应的高阻区时,电阻大到几乎阻断电流的程度,芯带的温度将达到高限不再升高(即自动限温)。与 此同时,芯带通过护套向温度较低的被加热体系传热,达到稳态时单位时间传递的热量等于电缆的电功率。电缆 的输出功率主要受控于传热过程以及被加热体系的温度。

  2.3工作性能

  2.3.1功率自调性能

  自控温电伴热带的电热功率是随温度升高而自动减少,或随温度降低自动增大,同时电阻达到极大时,电热功率 就趋于极小,温度便升到了高限,这就是电缆的自限温特性。限温伴热是指电缆能在温度高限以下某温区进行伴 热的过程。

  2.3.2 PTC记忆性能

  自控温电伴热带的电阻随着温度升高而增大,在降温时若电阻能沿着原升温路线返回原来的起点,便是具有PTC记 忆性能。具有记忆性能的电缆才能长期反复使用。

  2.3.3温度均匀性能

  自控温电伴热带的芯带是由大量的纤细导电网络形成的PTC并联单元组成。当伴热管道任何区段出现料温及能耗波 动时,所在部位的各个PTC元都能直接感温并独立做出响应。即时朝着消除波动的方向自动调整各自的输出功率, 温度低了功率调大,温度高了功率调小,并按温度波动的幅度大小,给出功率调幅的大小,以维持整个系统各区 段的运行温度均匀稳定。这是一种微区跟踪,全线同步,全自动的伴热保温过程。

  3、 主要参数定义

  3.1 标称功率

  标称功率是指在额定工作电压下,在一定保温层内以电缆伴热的管道温度为10℃时,每米温控伴热电缆输出的稳 态电功率。

  3.2 温控指数

  温控指数是指温度每升高1℃时,电缆输出功率的下降值,或温度每降低1℃时,电缆输出功率的增加值(一般给 出最低值)。

  3.3 最高维持温度

  在用一定型号的电缆伴热某一体系时,能使体系维持到的最高温度称为该种型号的电缆的最高维持温度。维持温 度是一个相对参数,它与保温体系的热损失大小有关,与伴热电缆的最高表面温度有关。在使用中如设计得当, 可以使体系温度维持在从最高表面温度到环境温度之间的任何温度。

  3.4 最高曝露温度

  曝露温度是指外部热源施加在电缆上的温度。曝露温度高于一定温度后,将开始损坏电缆的电热性能。这个温度 是温控伴热电缆所能承受的最高温度,称为最高曝露温度。

  3.5 最高表面温度

  指在良好的隔热条件下,在额定电压下工作的伴热电缆表面所能达到的最高电热温度。这一参数对有易燃物料和 易爆气氛的场合是重要的。


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