Categorias: Elementos de aquecimento , Materiais de aquecimento

Os elementos dos aparelhos elétricos podem ser agrupados de várias maneiras. Se classificados de acordo com a forma como o fio é mecanicamente suportado, eles podem ser divididos em três grupos: Elementos embutidos, suportados e suspensos.

Conteúdo:
Tipos de elementos
Visão geral: Tipos de elementos de aparelho

Tipos de elementos

O tipo de elemento incorporado

O fio no tipo de elemento incorporado é envolvido por material isolante sólido ou granular.

O tipo de elemento suportado

O fio, geralmente em forma de bobina, situa-se na superfície, em uma ranhura ou um furo do material isolante elétrico. Kanthal® AF e Nikrothal® 80 são geralmente os materiais mais adequados. Para evitar deformações nas bobinas horizontais, a temperatura do fio não deve ultrapassar os valores indicados no esquema desta página.

O tipo de elemento suspenso

O fio fica suspenso livremente entre pontos isolados e é exposto ao estresse mecânico causado pelo seu peso, força da mola e, em alguns casos, forças externas da mola. Nikrothal® 80 e Nikrothal® 60 são os materiais mais adequados.

Comparação de elementos embutidos, suportados e suspensos para aparelhos elétricos

  Tipo de elemento
  Integrado Suportado Suspenso
Montagem de fio Incorporado em isolamento elétrico Totalmente apoiado por isolamento elétrico
isolamento
Suportado apenas em pontos
Dissipação de calor do fio Condução Radiação
Convecção
Condução
Convecção
Radiação
Formato do fio Fio circular (fita) Fio circular Fio circular (fita)
Carga superficial do fio, W/cm² <=25> 1-10 3-15*
Carga superficial do fio, W/pol.² 6-160 6-65 20-100*
Resistência ao calor do fio Normalmente sem importância Às vezes importante Muitas vezes importante
Acesso ao ar ambiente Limitado Raramente limitado Sem limitação
Isolamento elétrico
requisitos
Importante para a vida e segurança Raramente um problema O problema só acontece quando o fio cede

* Se imerso em água, é possível ter uma carga superficial ainda maior, dependendo da velocidade da água. 20-60 W/cm2, 130-390 W/pol2

Razões D/d permitidas em função da temperatura do fio

Visão geral: Tipos de elementos do aparelho

Elementos incorporados

Tipo de elemento: Elementos de cartucho, cheios de pó

Características: fio reto ou bobina é enrolado em um corpo cerâmico rosqueado e isolado por material isolante granular (MgO) de um tubo de metal envolvente. Os terminais estão em uma extremidade do elemento. Os elementos são compactados quando carregados.

Ligas recomendadas: Nikrothal® 80 em elementos de fio reto. Kanthal® D em elementos de fio enrolado.

Carga de superfície: No tubo: 10–25 W/cm2 (65–161 W/pol.2) para elementos com fio reto. Outros tipos: cerca de 5 W/cm2 (32 W/pol.2).

Aplicações típicas: Matrizes metálicas, placas, refrigeradores.

 

Tipo de elemento: Cabos de aquecimento e aquecedores de corda

Características: o fio é enrolado em um núcleo de fibra de vidro e isolado com PVC ou borracha de silicone (temperaturas mais altas). O isolamento de fibra de vidro permite temperaturas ainda mais altas. Também ocorrem cabos de aquecimento com fios retos ou trançados, às vezes envoltos em tubo de alumínio.

Ligas recomendadas: Kanthal® D, Nikrothal® 40 e Nikrothal® 80.

Carga superficial: fio: <1 w cm>2 (<6 w in2) no fio para pvc e borracha de silicone, 2–5 w cm>2 (13–32 W/in2) para isolamento de fibra de vidro.

Aplicações típicas: Elementos de descongelamento e degelo, cobertores e almofadas elétricas, aquecedores de assentos de automóveis, aquecedores de rodapé, aquecimento de piso.

 

Tipo de elemento: Elemento tubular com bainha metálica

Características: a espiral de aquecimento é isolada do tubo metálico envolvente por material granular (MgO). O tubo é comprimido até adquirir um formato redondo, oval ou triangular. Os terminais podem estar em qualquer extremidade ou em uma extremidade do elemento.

Ligas recomendadas: Kanthal® D em elementos com temperatura de bainha >700°C (1.290°F). Nikrothal® 80 em elementos com temperatura de bainha >700°C (1.290°F).

Carga de superfície: Fio: Normalmente 2-4 vezes a carga da superfície do elemento. Elemento: 2-25 W/cm2 (13-161 W/pol.2).

Aplicações típicas: Placas quentes, fornos domésticos, grelhadores, fritadeiras, aquecedores de imersão, máquinas de lavar louça, máquinas de lavar roupa, radiadores, aquecedores de armazenamento, aquecedores de ar, aquecedores de óleo.

 

Elementos suportados

Tipo de elemento: Elementos de cartucho de cerâmica

Características: O design mais comum consiste em corpos cerâmicos redondos com orifícios longitudinais ou ranhuras para serpentina de aquecimento. Os elementos geralmente estão em tubos metálicos com terminais em uma extremidade. Frequentemente, são tomadas providências para evitar a flacidez excessiva da bobina quando o elemento está operando verticalmente.

Ligas recomendadas: Kanthal® A-1 ou Kanthal® D para bobinas de operação horizontal. Nikrothal® 80 (geralmente) para bobinas longas situadas na vertical quando o afundamento é um problema.

Carga superficial: Fio: 3–6 W/cm2 (20–40 W/pol2). Elemento: 2–5 W/cm2 (19–39 W/pol2).

Aplicações típicas: Aquecimento de líquidos, aquecedores de armazenamento.

 

Tipo de elemento: Outros elementos cerâmicos

Características: O fio espiralado e reto é colocado em tubos cerâmicos lisos ou em ranhuras ou furos de corpos cerâmicos de vários formatos (placas, tubos, hastes, cilindros, etc.).

Ligas recomendadas: Kanthal® A-1, Kanthal® AF e Kanthal® D. Nikrothal® 80 (para barras de lápis).

Carga superficial: Fio: 3–9 W/cm2 (19–58 W/pol2).

Aplicações típicas: Placas de ebulição, pistolas de ar comprimido, fornos de hobby, radiadores.

 

Tipo de elemento: Aquecedores de tubo de quartzo

Características: a bobina de aquecimento ou o fio em forma de porco-espinho é colocado dentro do tubo de quartzo (ou tubo de vitrocerâmica). Quando o elemento está operando na vertical ou em um ângulo, a bobina deve ser enrolada apertada e pré-oxidada. Para uso horizontal, o espaçamento relativo é 1,2–2,0.

Ligas recomendadas: Kanthal® AF.

Carga de superfície: Fio: 2–8 W/cm2 (13–52 W/pol2). Elemento: 4–8 W/cm2 (26–52 W/pol2).

Aplicações típicas: Aquecimento de ambientes, aquecedores infravermelhos, secadores infravermelhos industriais, etc.

 

Tipo de elemento: Bobinas isoladas com cordão ou fio trançado

Características: A bobina de aquecimento, ou fio trançado, é isolada por esferas de cerâmica. Com contas com dois orifícios, são feitas esteiras de aquecimento.

Ligas recomendadas: Kanthal® D. Nikrothal® 80 (para aquecedores de painel).

Carga de superfície: Fio: 1–8 W/cm2 (6–52 W/pol.2).

Aplicações típicas: Tapetes para recozimento in situ de peças soldadas, aquecedores de painéis.

 

Elementos suspensos

Tipo de elemento: Espirais suspensas

Características: A bobina de fio é suportada em intervalos, por exemplo, por suportes de cerâmica.

Ligas recomendadas: Nikrothal® 80, Nikrothal® 60 e Nikrothal® 40.

Carga de superfície: fio: 7–8 W/cm2 em ar forçado, 3–4 W/cm2 em convecção natural.

Aplicações típicas: Aquecedores de ar, como: secadoras de roupa, termoventiladores, secadores de solo.

 

Tipo de elemento: elementos de porco-espinho

Características: O condutor de aquecimento consiste em curvas de fio em forma de grampo de cabelo projetando-se em todas as direções, com um furo no centro. O elemento é suportado por uma haste central isolada ou tubo isolante ao redor de sua circunferência.

Ligas recomendadas: Kanthal® AF e Nikrothal® 80.

Carga de superfície: Fio: 4 W/cm2 (26 W/in2) em convecção natural. Para torradeiras: 12 W/cm2 (77 W/in2) em convecção forçada.

Aplicações típicas: Pistolas de ar quente, radiadores, convectores, secadoras de roupa, fornos domésticos com convecção forçada.