空氣電加熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計和原理是怎樣的？

熱空氣是很多化工、熱工試驗場合及生產(chǎn)過程中的常用介質(zhì)，而其中電加熱器由于加熱初期投資少、清潔衛(wèi)生、使用方便、熱效率高等優(yōu)點受到青睞。那么，空氣電加熱器的結(jié)構(gòu)原理是怎樣的？

空氣電加熱器的運行原理其實很簡單，當(dāng)空氣流過電爐絲壁表面和陶瓷套管內(nèi)壁面形成的通道時，就和電爐絲壁表面、陶瓷套管內(nèi)壁面以對流換熱的方式進行熱交換?？諝鈱㈦姞t絲發(fā)出的熱量帶走，從而得以加熱，同時電爐絲壁表面與陶瓷套管內(nèi)避面之間進行輻射換熱，大部分通過與空氣以對流換熱方式把熱量傳給空氣，另一小部分熱量通過陶瓷套管與外殼體及保溫材料的導(dǎo)熱散入環(huán)境，形成一定的熱損失。

在實際使用中，要求電加熱器傳熱性能好，空氣出口溫度高，升溫時間短，效率高，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，電爐絲工作壽命長，絕緣性能好，工作安全可靠等。為了滿足這些要求，空氣電加熱器在結(jié)構(gòu)設(shè)計上應(yīng)該滿足以下幾點。

1、電加熱器應(yīng)分成兩級串聯(lián)，有兩個好處，一是橫斷面尺寸小，占地面積小；二是在低功率運行時，可用調(diào)壓變壓器降低第二級功率，以降低第二級電爐絲壁面溫度，延長電爐絲使用壽命。

2、應(yīng)采用鎳鉻電爐絲而不用碳棒作為電熱元件，使電加熱器結(jié)構(gòu)緊湊且又能承受內(nèi)壓。

3、每級電加熱器電爐絲分成三組，采用三相Y形接法，每組電爐絲繞在圓柱螺旋槽陶瓷管上，外加一同軸陶瓷套管，使氣流形成環(huán)形縫隙通道。

4、由于電加熱器出口空氣溫度高，又要求承受內(nèi)壓，故接線柱結(jié)構(gòu)采用鋼管內(nèi)襯陶瓷套管，兩端用云母墊片密封的結(jié)構(gòu)。

5、為便于安裝檢修，又要占地面積小，空氣電加熱器應(yīng)采用立式布置。

其實，空氣電加熱器的傳熱性能與結(jié)構(gòu)參數(shù)和運行參數(shù)有關(guān)，應(yīng)根據(jù)不同的使用要求來選取合適的參數(shù)并作優(yōu)化分析。空氣為雙原子氣體，基本上不吸收輻射熱，只有通過與熱壁對流換熱取得熱量。因此在設(shè)計時應(yīng)盡量提高對流換熱率，這些問題都是實際運行和使用中需要注意的。