電工電氣雜志社

固體制熱元件的結構研究

來源：電工電氣發布時間：2022-11-26 10:26 瀏覽次數：207

固體制熱元件的結構研究

徐濤

(沈陽工業大學電氣工程學院，遼寧沈陽 110870)

摘要：由于電熱元件結構設計和空間布局不合理，導致制熱元件容易出現粘連、短路等結構和功能性問題。通過分析電熱元件傳熱過程，利用有限元法對電熱元件各結構參數進行優化設計，對裝置的傳熱特性進行分析，并改變加熱絲結構、直徑、表面負荷等指標來對傳熱效果進行比較。實驗結果表明：在相同表面積下波浪形線狀比帶狀能夠有效降低表面溫度；采用線狀加熱絲增大直徑能夠降低加熱絲表面負荷，提高加熱絲使用壽命，且線狀加熱絲直徑在超過 8 mm 時溫度降低并不明顯；增加加熱絲功率或表面負荷能夠提高加熱絲表面溫度和蓄熱單元蓄熱量。

關鍵詞： 電熱元件；蓄熱單元；結構優化

中圖分類號：TM924.2 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3175(2022)11-0022-06

Structural Study of Solid Heating Elements

XU Tao

（School of Electrical Engineering, Shenyang University of Technology, Shenyang 110870, China）

Abstract: It is found that problems such as adhesion and short circuit occur because of the unreasonable structure design and spatial layout of electric heating elements. The paper adopts finite element method to optimize structural parameters of electric heating elements after analyzing their heat transfer, and makes study on heat transfer characteristics of devices to change structure, diameter and surface load of heating wires to compare their heat transfer effects. Three findings are obtained from the experimental results. First, the wave-like heating wire can effectively decrease its surface temperature than the band-like wire under the same surface area. Second, the wave-like heating wire with longer diameter can reduce its surface load and extend its service life, but when its diameter exceeds 8 mm, the surface temperature is unable to decrease obviously. Third, the wave-like heating wire with bigger power and more surface load can increase its surface temperature and heat storage of heat storage units.

Key words: electric heating element; heat storage unit; structure optimization

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