Обозначение тэнов: Маркировка и технические особенности ТЭН и ТЭНР

Содержание

Маркировка и технические особенности ТЭН и ТЭНР

ТЭН

Трубчатый электронагреватель (TЭH) представляет собой металлический корпус — трубу, внутри которой запрессована в наполнитель спираль из проволоки высокого омического сопротивления, соединенная с контактными стержнями, снабженными с внешней стороны контактными устройствами. Торцы заполнены герметиком. Между торцом трубы и контактным устройством установлен изолятор. Сопротивление изоляции в холодном состоянии не менее 0,5 МОм. ТЭН, оснащенные штуцерами, выдерживают давление 1,18·105 Па.

Возможно изготовить TЭH диаметром 8, 10, 13 мм с другими контактными устройствами, а также оснастить штуцерами с резьбой М22×1,5 или G1/2” для TЭH диаметром 13 мм, резьбой М22×1,5 , G1/2”, М18×1,5, М16×1,5, М14×1,5 для TЭH диаметром 8 и 10 мм.

ТЭН оребрённые (ТЭНР)

Возможно изготовление оребренных TЭHР U-образной формы с радиусами гибки по внутренней образующей 30, 35, 40, 50, 60, 80, 100 мм.

Маркировка ТЭН и ТЭНР

ТЭН/ТЭНР 100 А 13 /3,0 О 220 Ф2 R30 G1/2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
  1. Трубчатый электронагреватель/ трубчатый электронагреватель оребрённый
  2. Развернутая длина ТЭН (до 6000 мм) / ТЭНР в см.
  3. Длина контактного стержня в заделке (мм) 

        А=40 мм; В=65 мм; С=100 мм; D=125мм; E=160мм; F=250мм. 

  4. Диаметр

        ТЭН: 6,25; 8; 10; 13; 16; 22 мм.

        ТЭНР: 8; 10; 13 мм.

  5. Потребительская мощность

    Максимальная мощность ТЭН

    Максимальная мощность ТЭНР

  6. Обозначение нагреваемой среды

    для ТЭН:  

    P — вода, оболочка ТЭН из черной стали
    J — вода, оболочка ТЭН из нержавеющей стали
    S —  спокойный воздух, оболочка ТЭН из черной стали
    T — спокойный воздух, оболочка ТЭН из нержавеющей стали
    O — подвижный воздух, оболочка ТЭН из черной стали
    K — подвижный воздух, оболочка ТЭН из нержавеющей стали
    Z — масло
    L — литейные формы

    для ТЭНР:

    O — подвижный воздух
    S — спокойный воздух
  7. Номинальное напряжение

    для ТЭН: 36В, 48В, 55В, 60В, 110В, 127В, 220В, 380В.

    для ТЭНР: 110В, 127В, 220В, 380В.

  8. Форма

    ТЭН: Ф1, Ф2, Ф3, Ф4, Ф5 , Ф6, Ф7, Ф8, Ф9, Ф10 и другие по чертежам заказчика.

    ТЭР: Ф1, Ф2, Ф3 и другие по чертежам заказчика.

  9. Радиус гибки (мм)

    ТЭН: R= 19, 24, 30. 35, 40, 50, 60, 80. 100 и др.

    ТЭНР:  R= 30, 35. 40. 50. 60, 80, 100 и др.

  10. Наличие резьбовых штуцеров

    ТЭН: G1/2″; M22x1,5; M18x1,5; M16x1,5; M14x1,5 и др. (чаще применяются для нагрева жидкостей)

    ТЭНР: G1/2″; M22x1,5; M18x1,5; M16x1,5; M14x1,5

Таблица характеристик

Характеристики ТЭН-32 ТЭН-45 ТЭН-60 ТЭН-80 ТЭН-85 ТЭН-90 ТЭН-100 ТЭН-120 ТЭН-125
Развёрнутая длина (см) 32  45 60 80 85 90 100 120 125
Среда Вода (Х, P, J), масло (Z), воздух подвижный (O, К), воздух спокойный (S, Т)
Материал Черная и нержавеющая сталь
Диаметр оболочки, мм 6,25; 8; 10; 13
Радиус гибки, мм 19; 24; 30; 35; 40; 50; 60; 80; 100
Номинальное напряжение, В 36; 48; 55; 60; 110; 127; 220; 380

 

Характеристики ТЭН-140 ТЭН-170 ТЭН-200 ТЭН-220 ТЭН-240 ТЭН-280 ТЭН-300 ТЭН-320
Развёрнутая длина(см) 140 170 200 220 240 280 300 320
Среда Вода (Х, P, J), масло (Z), воздух подвижный (O, К), воздух спокойный (S, Т)
Материал Черная и нержавеющая сталь
Диаметр оболочки, мм 6,25; 8; 10; 13 8; 10; 13
Радиус гибки, мм 19; 24; 30; 35; 40; 50; 60; 80; 100
Номинальное напряжение, В 36; 48; 55; 60; 110; 127; 220; 380

Перейти в каталог ТЭН

Как расшифровать маркировку ТЭНа в счёте и надпись на ТЭНе?

Стандартная маркировка в счёте указывается в соответствии с ГОСТом 13268-88 «Электронагреватели трубчатые». Рассмотрим образец маркировки.

1. ТЭН – аббревиатура расшифровывается как трубчатый электронагреватель. Другие возможные варианты в маркировке:

ТЭНР — трубчатый электронагреватель оребренный (на трубу сверху навивается стальная лента, обеспечивает большую площадь для съема тепла и применяется как правило для нагрева воздуха). Пример маркировки: ТЭНР 54 А13/2,0 О 220 ф.1

ТЭНП – трубчатый электронагреватель патронного типа. В отличие от стандартного ТЭНа двухконцевого (выводы токоведущих контактов на обоих концах трубки), ТЭНП имеет контакты с одной стороны, второй конец трубки при этом запаян наглухо. Такие электронагреватели применяются чаще всего в пресс-формах, экструдерах. Пример маркировки: ТЭНП 10-12,5/0,3 L 220

ТЭНБ – блок трубчатых электронагревателей. Представляет собой сборку чаще всего двух-трех ТЭНов U-образной формы на общем фланце. Возможна сборка блоков и с одним ТЭНом, и с шестью ТЭНами, и с любым количеством (встречаются и по 12, 24, 48 ТЭНов в одном блоке). Наиболее распространены блоки ТЭНБ для нагрева воды, так называемые СЭВ (секция электроводонагревательная) с тремя ТЭНами на фланце с трубной резьбой G 2½˝. Пример обозначения: ТЭНБ (СЭВ) 6 нерж.; ТЭНБ 3,0 J 220/380 L=500мм G2˝.

2. Развернутая длина обозначает длину трубки (без учета изоляторов и шпилек) в сантиметрах — сумма длин прямолинейных и изогнутых участков ТЭН. Если ТЭН сложной формы растянуть в одну прямую трубку, то длина этой трубки по торцам и будет равна развернутой длине ТЭНа. ТЭН 60 – длина трубки 60 см, ТЭН 280 – длина трубки 2,8 м.

3. Условное буквенное обозначение длины контактных стержней в заделке – так называемая негреющая часть ТЭНа. По ГОСТу принято каждому значению заделки контактного стержня (токоведущая металлическая деталь, служащая для подключения ТЭН к сети питания) присваивать соответствующее буквенное обозначение. Буквы латинского алфавита от А (самая короткая заделка 40мм) до H (самая длинная заделка 630мм). В показанном выше примере указана заделка В, что соответствует негреющей части ТЭНа в 65 мм с каждого конца.

  Номинальная длина контактных стержней в заделке, мм     40     65     100
    125
    160     250     400     630
  Условное обозначение      А      B      C      D      E      F      G      H

4. Диаметр ТЭНа в мм. Здесь все просто: указывается диаметр трубки нагревателя в мм. Как правило эта цифра не превышает значения в 20 мм.

5. Номинальная мощность нагревателя в кВт – соответствует рассчитанной выходной мощности нагревателя при заданном номинальном напряжении в питающей электросети. При отклонении напряжения в сети мощность нагревателя так же будет меняться.

6. Условное обозначение нагреваемой среды и материала оболочки по ГОСТу 13268-88, в котором есть таблица принятых обозначений:

 Условное обозначение нагреваемой среды     Нагреваемая среда      Характер нагрева      Удельная мощность, Вт/см , не более       Материал оболочки ТЭН
     Х      Вода, слабый раствор щелочей и кислот (рН от 5 до 9)      Нагревание, кипячение с максимальной температурой на оболочке 100 °С      9,0      Медь и латунь (с покрытиями)
     J       Вода, слабый раствор кислот (рН от 5 до 7)       То же       15,0
     Нержавеющая жаростойкая сталь
     Р      Вода, слабый раствор щелочей (рН от 7 до 9)       То же       15,0      Углеродистая сталь
     S      Воздух и пр. газы и смеси газов      Нагрев в спокойной газовой среде до рабочей температуры на оболочке ТЭН 450 °С      2,2      Углеродистая сталь
     Т      Воздух и пр. газы и смеси газов      Нагрев в спокойной газовой среде с температурой на оболочке ТЭН св. 450 °С       5,0      Нержавеющая жаропрочная сталь
     O      То же      Нагрев в среде с движущимся со скоростью 6 м/с воздухом до рабочей температуры на оболочке ТЭН 450 °      5,5         Углеродистая сталь
     K      То же      Нагрев в среде с движущимся со скоростью не менее 6 м/с воздухом, с рабочей температурой на оболочке ТЭН св. 450 °      6,5      Нержавеющая жаростойкая сталь
     R        Нагрев в среде с движущимся со скоростью менее 6 м/с воздухом до рабочей температуры на оболочке ТЭН 450 °С       3,5         Углеродистая сталь
     N       Воздух и пр. газы и смеси газов      Нагрев в среде с движущимся со скоростью менее 6 м/с воздухом, с рабочей температурой на оболочке ТЭН св. 450 °С       5,1      Нержавеющая жаростойкая сталь
     Z      Жиры, масла       Нагрев в ваннах и др. емкостях      3,0      Углеродистая сталь
     V      Щелочь, щелочно-селитровая смесь      Нагрев и плавление в ваннах и др. емкостях с рабочей температурой на оболочке ТЭН до 600 °С      3,5      То же
     W      Легкоплавкие металлы: олово, свинец и др      То же, с рабочей температурой на оболочке ТЭН до 450°С      3,5      То же
     L       Литейные формы, пресс-формы      ТЭН вставлены в отверстия. Имеется гарантированный контакт с нагреваемым металлом. Нагрев с рабочей температурой на оболочке ТЭН до 450 °      5,0      То же

Таким образом, можно определить, что ТЭН по образцу маркировки предназначен для нагрева воды и выполнен из нержавеющей стали.

7. Номинальное напряжение, В – указывается расчетное напряжения питающей сети. Варианты: 24, 36, 48, 114, 127, 220, 380 и др.

8. Далее в маркировке указывается форма ТЭНа. Для понимания принято различать десять форм ТЭНов. Например: форма 1 (ф.1) – прямой ТЭН без гибов, форма 2 (ф.2) – ТЭН U-образный, форма 7 (ф.7) – ТЭН в форме «скрепки». Если форма ТЭНа не стандартная, а сложная, то как правило в конце маркировки указывают (эскиз).

9. Радиус гиба, мм. – рассчитывается для ТЭНов, имеющих гибы, по расстоянию между центрами контактных шпилек (межцентровое расстояние). Чем больше радиус гиба, тем больше будет межцентровое расстояние у готового ТЭНа.

10. Обозначение крепежной арматуры – для установки ТЭНов в оборудование часто применяют различные крепежи. Это могут быть пластины (привариваются на определенном расстоянии от торца ТЭНа), штуцера (несъемные крепятся обжимом, пайкой, сваркой), фланец (несъемный крепится обжимом, пайкой). В маркировке указывается информация о крепежной арматуре: «пластина», Ш (штуцер G½˝), ШМ14х1,5 (штуцер с метрической резьбой М14 с шагом 1,5мм), ШМ22х1,5 (штуцер с метрической резьбой М22 с шагом 1,5мм).

На самом ТЭНе на определенном расстоянии от края ТЭН наносится маркировка с буквенным обозначением среды нагрева и материала оболочки (как в таблице из ГОСТа выше), числовым значением номинальной мощности (кВт), числовым значением расчетного напряжения (В), двух последних цифр текущего года изготовления, и буквенным обозначением изготовителя.
Например: P 3,0 220 19 УТ – ТЭН мощностью 3,0 кВт на 220В для воды с оболочкой из углеродистой стали изготовлен в 2019 году УралТЭН.

Маркировка ТЭН | «Пирамида»

Трубчатый электронагреватель (ТЭН) представляет собой расположенную внутри металлической оболочки спираль (из сплава с высоким омическим сопротивлением и контактными стержнями. От оболочки спираль изолирована спрессованным электроизоляционным наполнителем. Для предохранения от попадания влаги торцы ТЭН герметизируют. Контактные стержни изолируются от корпуса диэлектрическими изоляторами.

Конструкция трубчатых электронагревателей (ТЭН)

Чертеж: конструкция ТЭН

Возможно изготовить TЭH диаметром 8, 8,5, 10, 12, 13 мм с другими контактными устройствами, а также оснастить штуцерами с резьбой М22×1,5 , М18×1,5, М16×1,5, М14×1,5, М12*1,5 и шайбами, гайками.

Пример условного обозначения при заказе:

ТЭН 100 А 13 О 220 R30 Ф2 G1/2
1 2 3 4 5 6 7 8 9

Обозначения позиций в маркировке:

  1. Трубчатый электронагреватель.

  2. Развёрнутая длина 100 мм.

  3. Длина контактного стержня (таблица 1) (А=40, В= 65, С=100, D=125, E=160, F=250 (мм)).

  4. Диаметр 13 мм, бывают следующие диаметры: 8, 8,5, 10,11, 12, 13 мм.

  5. Среда нагрева (таблица 2)

  6. 220-напряжение

  7. R30-радиус сгиба 30 мм.

  8. Ф2-типовая форма (таблица 3)

  9. G1/2- Наличие резьбовых штуцеров G1/2.

Таблица 1. Условное обозначение и номинальная длина контактного стержня в заделке для диаметров труб от 10-12 мм

Обозначение длины

А

В

С

D

E

F

G

Длина в мм

40

65

100

125

160

250

400

Таблица 2. Обозначение нагреваемой среды, материал оболочки

Условное обозначение

Нагреваемая среда

Характер нагрева

Материал оболочки

J

Вода, слабый раствор кислот (pH от 5 до 7)

Нагревание, кипячение с максимальной температурой на оболочке 100°С

Нержавеющая сталь

P

Вода, слабый раствор щелочей (pH от 7 до 9)

Нагревание, кипячение с максимальной температурой на оболочке 100°С

Углеродистая сталь

S

Воздух, газы и смеси газов

Нагрев в спокойной газовой среде до температуры на оболочке ТЭН 45  0°С

Углеродистая сталь

T

Воздух, газы и смеси газов

Нагрев в спокойной газовой среде с температурой на оболочке ТЭН свыше 450°С

Нержавеющая сталь

O

Воздух, газы и смеси газов

Нагрев в движущейся со скоростью 6 м/с воздушной среде до температуры на оболочке ТЭН 450°С

Углеродистая сталь

K

Воздух, газы и смеси газов

Нагрев в движущейся со скоростью не менее 6 м/с воздушной среде с температурой на оболочке ТЭН св. 450°С

Нержавеющая сталь

L

Литейные формы, пресс-формы

ТЭН вставлен в паз, имеется гарантированный контакт с нагреваемым металлом, температура на оболочке ТЭН до 450°С

Углеродистая сталь

Z

Жиры, масла

Нагрев в ваннах и др. емкостях, температура до 250°С

Углеродистая сталь

W

Легкоплавкие металлы и сплавы

Нагрев и плавление в ваннах и др. емкостях с температурой на оболочке ТЭН до 450°С

Углеродистая сталь

D

Селитра (двойная оболочка)

Нагрев до температуры 600°С

Нержавеющая/черная сталь

Н

Селитра

Нагрев до температуры 600°С

Нержавеющая сталь

Таблица 3. Обозначение формы ТЭН

 Чертеж: обозначение формы ТЭН

ТЭН – с оребрением (ТЭНР)

Основным направлением применения трубчатых электронагревателей с оребрением (ТЭНР) является нагрев подвижного или спокойного воздуха. Их используют в промышленных и бытовых электрокалориферах, конвекторах, тепловых пушках и в других установках. Реже, оребренные ТЭНы применяются для нагрева жидкостей.

Технической особенностью оребренного ТЭНа является гофрированная лента, навитая на оболочку ТЭНа по спирали. Эта лента производится из углеродистой или нержавеющей стали.

По своей внутренней конструкции оребренный ТЭН идентичен конструкции обычного двухконцового трубчатого электронагревателя.

Материалом для изготовления оребрения ТЭНа служит лента толщиной 0,3 мм.

Чертеж: ТЭН – с оребрением (ТЭНР)

L – развернутая длина; Lo – длина оребрения; D – диаметр оболочки; Do – диаметр оребрения; h – шаг оребрения

 

Пример условного обозначения оребренного ТЭНР:

Пример условного обозначения оребренного ТЭНР

Пример условного обозначения оребренного ТЭНР

Для удобства крепления Трубчатые электронагреватели могут оснащаться дополнительной арматурой (штуцер, планка, и т.п.). Соединение этой арматуры с ТЭНом производится различными методами (сварка, пайка, опрессовка). Это расширяет возможность установки ТЭНа в комплектуемом оборудовании.

Существует несколько видов оребренных ТЭНов:

  • Прямые оребренные ТЭНы.

  • Согнутые оребренные ТЭНы. (Изгиб ТЭНа происходит чаще всего в одной плоскости, при этом желательно учитывать что межосевое расстояние должно быть не менее 3-х значений от диаметра оребрения ТЭНа !!!)

Нагревательная часть ТЭНа располагается полностью в оребренной зоне рабочей поверхности нагревательного элемента!

Основная часть оребренных трубчатых электронагревателей по своей специфике являются индивидуальными по конструкции. Исходя из этого, мы принимаем заказы на изготовление оребренных ТЭНов по рабочим чертежам заказчика.

Чтобы наши менеджеры могли максимально быстро дать ответ по ценам и срокам изготовления электронагревателей, рекомендуем ознакомиться с примером условного обозначения ТЭН и указывать в заявке как можно больше информации.

Ваши вопросы и технические задания присылайте на почту: [email protected]

Более подробную информацию и консультацию по Вашему ТЭНу Вы можете получить по телефону: 8 (3513) 266-53.

 

(ТЭН) Трубчатые электронагреватели

Как аббревиатуру ТЭН можно расшифровать как трубчатый электронагреватель. Применяются ТЭНы для нагревания различной среды (воздуха, газов, воды и других) посредством конвекции, теплопроводности, излучения тепла путем преобразования электроэнергии в тепловую.

Типичная конструкция ТЭНа представляет собой металлическую трубку, как правило, тонкостенную, оснащенную спиралью из металла с высоким сопротивлением. Трубка полая, свободное пространство в ней заполняется материалом (средой), обладающим хорошей теплопроводностью. Этот наполнитель служит и изоляцией спирали от внутренней стенки трубки. Наполнителем чаще всего является кристаллическая окись магния (периклаз). Оболочка (трубка) изготавливается из нержавеющей или углеродистой стали, меди, латуни . Благодаря отсутствию контакта разогретой спирали с воздухом и ее надежной фиксации внутри трубки.Торцы нагревателя заполнены термостойким и предохраняющим от влаги герметиком. Между торцом трубки и контактным устройством крепится керамическая изолирующая деталь. Конфигурация ТЭНа может быть любой, диаметр трубки достигает 20 мм, единичная мощность до 8 кВт. Как правило, ТЭН оснащается крепежной арматурой.

Как любой электроприбор, у ТЭНов существуют свои правила монтажа и эксплуатации. Недопустимо крепление нагревательных трубок на контактные стержни. Они не должны соприкасаться друг с другом: минимально возможное расстояние между нагревателями составляет 5 мм. Корпус каждого ТЭНа обязательно должен быть заземлен. Во время эксплуатации необходимо, чтобы уровень нагреваемой среды (например, жидкости) был выше активной части нагревателя минимум на 20 мм. Оболочка ТЭНа должна систематически очищаться от накипи.

При эксплуатации ТЭН температура на поверхности электронагревателя не должна превышать 450?С в рабочих средах S, O, L; 600?С в рабочих средах Т и 100?С в рабочих средах P, J.

Возможно изготовление оребрённых  ТЭНов (ТЭНР).

ТЭНР представляет собой трубчатый электронагревательный элемент, на оболочке которого закреплена стальная лента. Благодаря увеличения площади поверхности увеличивается теплоотдача электронагревателя, в результате чего, по сравнению с неоребренным нагревателем, достигается увеличение мощности.

Производственные возможности

Мы можем предложить Вам практически любые ТЭНы:

  • Любых электротехнических параметров
  • Любой конфигурации
  • Длиной до 6.0 метров и более (составные)
  • Диаметром 6.0, 6.5, 7.4, 8.0, 8.5, 10.0, 13.0, 16.0, 18.5 мм
  • Квадратного сечения 6.5 х 6.5 мм

Конструкция трубчатых электронагревателей (ТЭН)

Трубчатый электронагреватель (ТЭН) представляет собой расположенную внутри металлической оболочки спираль (несколько спиралей) из сплава с высоким сопротивлением и контактными стержнями. От оболочки спираль изолирована спрессованным электроизоляционным наполнителем. Для предохранения от попадания влаги торцы ТЭН герметизируют. Контактные стержни изолируются от корпуса диэлектрическими изоляторами.

1– контактный стержень;

4– трубчатая оболочка

7– герметик

2 – контактные гайки и шайбы;

5– нагревательная спираль

D– диаметр оболочки

3– изолятор

6– наполнитель

L– развернутая длина оболочки

 

 

Lk– заделка контактного стержня

 

 

La– активная длина ТЭН

Маркировка ТЭН

Пример обозначения ТЭН:

ТЭН 120 В 13 / 1,0 Т 220 (Ф1-Ф10- № типовой формы)

120 – развернутая длина L в сантиметрах

1,0– номинальная мощность в киловаттах

В– обозначение длины контактного стержня в заделке Lk

Т– обозначение нагреваемой среды и материала оболочки

13– диаметр оболочки D в миллиметрах

220– номинальное напряжение в вольтах

Условное обозначение и номинальная длина контактного стержня в заделке

Обозначение длины

А

В

С

D

E

F

G

H

Длина в мм

40

65

100

125

160

250

400

630

Обозначение нагреваемой среды, максимальная ваттная нагрузка, материал оболочки.

Условное обозначение

Нагреваемая среда

Характер нагрева

Максимальная ваттная нагрузка, Вт/см2

Материал оболочки

Х

Вода, слабый раствор щелочей и кислот (рН от 5 до 9)

Нагревание, кипячение с максимальной температурой на оболочке 100°С

9

Меди и латунь (с покрытиями)

J

Вода, слабый раствор кислот (pH от 5 до 7)

Нагревание, кипячение с максимальной температурой на оболочке 100°С

15

Нержавеющая сталь

P

Вода, слабый раствор щелочей (pH от 7 до 9)

Нагревание, кипячение с максимальной температурой на оболочке 100°С

15

Углеродистая сталь

Q

Вода, слабый раствор кислот (рН от 5 до 7)

Нагревание, кипячение с максимальной температурой на оболочке 100°С

9,5

Алюминиевые сплавы

S

Воздух, газы и смеси газов

Нагрев в спокойной газовой среде до температуры на оболочке ТЭН 450°С

2,2

Углеродистая сталь

T

Воздух, газы и смеси газов

Нагрев в спокойной газовой среде с температурой на оболочке ТЭН свыше 650°С

5,0

Нержавеющая сталь

O

Воздух, газы и смеси газов

Нагрев в движущейся со скоростью 6м/с воздушной среде до температуры на оболочке ТЭН 450°С

5,5

Углеродистая сталь

K

Воздух, газы и смеси газов

Нагрев в движущейся со скоростью не менее 6м/с воздушной среде с температурой на оболочке ТЭН св. 650°С

6,5

Нержавеющая сталь

R

Воздух и пр. газы и смеси газов

Нагрев в среде с движущимся со скоростью менее б м/с воздухом до рабочей температуры на оболочке ТЭНов 450°С

3,1

Углеродистая сталь

N

Воздух и пр. газы и смеси газов

Нагрев движущимся со скоростью менее б м/с воздухом, с рабочей температурой на оболочке ТЭНов св. 650°С

5,1

Нержавеющая жаростойкая сталь

L

Литейные формы, пресс-формы

ТЭН вставлен в паз, имеется гарантированный контакт с нагреваемым металлом, температура на оболочке ТЭН до 450 °С

5,0

Углеродистая сталь

Z

Жиры, масла

Нагрев в ваннах и др. емкостях, температура до 250 °С

3,0

Углеродистая сталь

V

Щелочь, щелочно-селитровая смесь

Нагрев и плавление в ваннах и др. ем костях с рабочей температурой на оболочке ТЭНов до 600°С

3,5

Углеродистая сталь

W

Легкоплавкие металлы и сплавы

Нагрев и плавление в ваннах и др. емкостях с температурой на оболочке ТЭН до 450°С

3,5

Углеродистая сталь

D

Селитра (двойная оболочка)

Нагрев до температуры 600°С

3,5

Нержавеющая/черная сталь

Н

Селитра

Нагрев до температуры 600°С

3,5

Нержавеющая сталь

Y

Металлические плиты из алюминиевых сплавов

ТЭНы залиты в изделия. Работа с термоограничителями с рабочей температурой на оболочке ТЭНов до 320°С

13,0

Углеродистая сталь

Op

Воздух и прочие газы и смеси газов

Нагрев в среде с движущимся со скоростью 6 м/с воздухом, с рабочей температурой на оболочке ТЭН до 450°С

11,0

Углеродистая сталь c оребрением

Kp

Воздух и прочие газы и смеси газов

Нагрев в среде с движущимся со скоростью не менее 6 м/с воздухом, с рабочей температурой на оболочке ТЭН до 650°С

13,0

Нержавеющая жаростойкая сталь с оребрением

Ti

Агрессивные растворы щелочей и кислот

Нагревание, кипячение с максимальной температурой на оболочке ТЭН до 100°С

13,0

Титан

Jф, Рф

Агрессивные растворы щелочей и кислот

Нагревание, кипячение с максимальной температурой на оболочке ТЭН до 100°С

4,0

Фторопласт

Типовые формы ТЭН

Вариант комплектации ТЭНа крепежными штуцерами

Штуцер (резьбовая втулка с упорным фланцем) закрепляется на электронагревателе способом прессовки, пайки или сварки в зависимости от условий работы ТЭН в той или иной нагреваемой среде.

Наиболее часто применяются штуцера с размерами приведенными в таблице

Диаметр оболочки ТЭН (мм)

М — размер резьбы

L — длина (мм)

S — толщина фланца (мм)

D — диаметр фланца (мм))

8,5

М 14 х 1,5

18

3

20

10

G 1/2»

24

4

30

М 16 х 1,5

18

3

25

13

G 1/2»

24

4

30

М 22 х 1,5

22

4

30

16

М 24 х 1,5

22

4

30

18,5

М 27 х 2,0

30

4

36

Типовые формы контактных выводов

Контактный стержень соединен внутри ТЭНа с нагревательным элементом (спиралью), а снаружи имеет узел крепления подводящих проводов (шайбы и гайки).

Чаще всего применяются стержни с резьбой М4 или М5.

ТЭНы с диаметром оболочки меньше 8,5 мм оснащаются контактными выводами выполненными в виде лепестков.

 

Воздушные ТЭНы

Характер нагрева

Движущаяся воздушная среда

Спокойная воздушная среда

Материал
оболочки

Углеродистая
сталь

Нержавеющая
сталь

Углеродистая
сталь

Нержавеющая
сталь

Область применения

Электрокалориферы, тепловые завесы, тепловые пушки

Конвекторы, сушильные камеры, печи, сауны

Скорость движения
воздуха

свыше
6 м/с

менее
6 м/с

свыше
6 м/с

менее
6 м/с

Условное обозна-чение по ГОСТ 13268

O

R

K

N

S

T

Максимальная температура нагреваемой среды, OС

450

450

450

450

400

400

Максимально
допустимая
поверхностная
нагрузка, Вт/см2

5,5

3,5

6,5

5,1

2,2

5,0

Жидкостные  Тэны предназначены для работы в воде , растворах кислот и щелочей и должны отвечать параметрам ,отраженным в таблице

 

Жидкостные ТЭНы

Характер нагрева

Нагрев воды и слабых растворов щелочей
(pH от 7 до 9)

Нагрев воды и слабых растворов кислот
(pH от 5 до 7)

Материал
оболочки

Углеродистая
сталь

Нержавеющая
сталь

Область применения

Котлы, водонагреватели, дистилляторы, парогенераторы, гальванические ванны …

Условное обозначение по ГОСТ 13268

P

J

Максимальная температура нагреваемой среды, OС

100

100

Максимально допустимая
поверхностная нагрузка, Вт/см2

15

15

 

Максимальная мощность (в киловаттах) на 1 метр активной! длины ТЭН

Диаметр оболочки, мм

8,5

4,0 КВт

4,0 КВт

10

4,7 КВт

4,7 КВт

13

6,0 КВт

6,0 КВт

16

7,5 КВт

7,5 КВт

 

ТЭН. Выбор, расчет, обозначение, характеристики нагревательных элементов ТЭНов.

1. Нагревательные элементы

Под нагревательным элементом понимают нагревательное сопротивление, его изоляцию, каркас и защитную оболочку.

Нагреватели подразделяются на открытые, защищенные и герметические. Открытые передают тепло излучением и конвекцией. Нагреватели защищенного типа и герметического исполнения передают тепло в основном конвекцией.

Наиболее широко распространены трубчатые электронагревательные элементы — ТЭНы, которые можно устанавливать почти во все нагревательные приборы. Однако во многих низкотемпературных приборах используют открытые спирали, защищенные самой конструкцией прибора, как более простые и дешевые.

Заводы серийно выпускают трубчатые электронагреватели диаметром трубки 9—16 мм, при толщине стенки — 0,8—1,5 мм и максимальной длине 6 м.

Нагревательная спираль, как правило, изготавливается из поволоки сплава Х20 Н80 и Х15 Н60 диаметром 0,2—1,6 мм.

Рис. 1. Трубчатый электронагреватель: 1 — спираль; 2 — теплоизоляционный материал; 3 — металлическая трубка; 4 — токоведущий стержень; 5 — изоляционная втулка

Внешняя трубка выполняется из стали Ст10 или 1 Х18 Н10 Т, меди, латуни, алюминия. При изготовлении ТЭНы заполняют периклазом (плавленая окись магния), затем обжимают и герметизируют. Трубке нагревателя можно придать любую желаемую форму при условии, что изгиб делается в холодном состоянии после отжига трубки и радиус изгиба не меньше 2,5 диаметров трубки. Спираль при этом сохраняет центральное положение в трубке.

Срок службы ТЭНов 10000 часов, гарантийный срок 3000 часов.

1.1. ТЭНы промышленного назначения, ГОСТ 13268—88

Рис. 2. Примеры конфигурации ТЭНов промышленного назначения


Нагрев воздуха, литейных форм и т.д. Материал оболочки: ст.10, нержавеющая сталь. Мощность от 0,2 до 5 кВт

Нагрев воды, воздуха и т.д.

Материал оболочки: ст.10, нержавеющая сталь, латунь. Мощность: от 0,2 до 6,3 кВт

Нагрев воды, воздуха и т.д.

Материал оболочки: ст.10, нержавеющая сталь, латунь. Мощность: от 0,2 до 6,3 кВт

ТЭНы для дистилляторов.

Материал оболочки: нержавеющая сталь, латунь. Мощность: от 0,5 до 3 кВт

Нагрев воды, воздуха и т.д.

Материал оболочки ст.10, нержавеющая сталь, латунь. Мощность от 0,2 до 3,6 кВт

Нагрев воды, воздуха и т.д.

Материал оболочки ст.10, нержавеющая сталь, латунь. Мощность до 5 кВт

Нагрев воздуха.

Материал оболочки ст.10, нержавеющая сталь. Мощность до 4 кВт

Оребренные ТЭНы. Мощность до 6,3 кВт

1.2. Обозначение ТЭНов по ГОСТ 13268—88 (для промышленного оборудования)

Пример обозначения ТЭНа: ТЭН 170 С 13/0,4 S 220

170 — развернутая длина ТЭН по трубе: от 30 до 450 см; С — тип контактного стержня (длина), см. табл.


Условное обозначение

A

B

C

D

E

F

G

H

Длина стержня в заделке, мм

40

65

100

125

160

250

400

630

13 — диаметр ТЭН, мм: 13; 10; 8; 8,5; 7,4; 6,5;

0,4 — потребляемая мощность: от 0,2 до 6,3 кВт; S — нагреваемая среда;

220 — напряжение: от 12 до 600 В.


Условное обозначение нагреваемой среды

Нагреваемая среда

Характер нагрева

Удельная мощность, Вт/см2, не более

Материал оболочки ТЭНа

Х

вода, слабый раствор щелочей и кислот (рН от 5 до 9)

Нагревание, кипячение с максимальной температурой на оболочке 100 °C

9,0

Медь, латунь (с покрытиями)

J

вода, слабый раствор кислот (рН от 5 до 7)

Нагревание, кипячение с максимальной температурой на оболочке 100 °C

15,0

Нержавеющая сталь

Р

вода, слабый раствор щелочей (рН от 7 до 9)

Нагревание, кипячение с максимальной температурой на оболочке 100 °C

15,0

Углеродистая сталь

S

Воздух и прочие газы и смеси газов

Нагрев в спокойной, газовой среде до температуры на оболочке ТЭНа до 450 °C

2,0

Углеродистая сталь

T

Воздух и прочие газы и смеси газов

Нагрев в спокойной, газовой среде с температурой на оболочке ТЭНа свыше 450 °C

5,0

Нержавеющая жаропрочная сталь

O

Воздух и прочие газы и смеси газов

Нагрев в среде с движущимся со скоростью не менее 6 м/с воздухом, до рабочей температуры на оболочке ТЭНа до 450 °C

5,5

Углеродистая сталь

K

Воздух и прочие газы и смеси газов

Нагрев в среде с движущимся со скоростью не менее 6 м/с воздухом, с рабочей температурой на оболочке ТЭНа свыше 450 °C

6,5

Нержавеющая жаропрочная сталь

Z

Жиры, масла

Нагрев в ваннах и др. емкостях

3,0

Углеродистая сталь

L

Литейные формы, пресс-формы

ТЭН вставленный в отверстия имеется гарантированный контакт с нагреваемым металлом. Нагрев с рабочей температурой на оболочке ТЭНа до 450 °C

5,0

Углеродистая сталь

1.3. ТЭНы бытового назначения ГОСТ 19108—81

Рис. 3 Примеры конфигурации ТЭНов бытового назначения


ТЭНы для электрочайников.

Мощность: 1,0; 1,25 кВт.

Материал оболочки: латунь, нержавеющая сталь, ст.10 с покрытиями

ТЭНы для электросамоваров. Мощность: 1,0; 1,25 кВт.

Материал оболочки: латунь, нержавеющая сталь, ст.10 с покрытиями

ТЭНы для электроутюгов. Мощность: 1,0 кВт.

Материал оболочки: ст.10, алюминий

Блок ТЭНов для электромаслянных радиаторов. Мощность: 0,5; 0,75; 1,0; 1,25 кВт.

Материал оболочки: ст.10

ТЭНы для электроплиток. Мощность: 1,0 кВт.

Материал оболочки: нержавеющая сталь

ТЭНы для электрогриля. Мощность: 1,5 кВт.

Материал оболочки: нержавеющая сталь

ТЭНы для электроростера. Мощность: 0,8 кВт.

Материал оболочки: нержавеющая сталь

ТЭНы для электровафельниц. Мощность: 0,5 кВт.

Материал оболочки: нержавеющая сталь

Таблица 1.1. Обозначение ТЭНов по ГОСТ 19108—81 (для бытовых электроприборов)


Условное обозначение нагреваемой среды

Нагреваемая среда

Характер нагрева

Удельная мощность, Вт/см2, не более

Материал оболочки ТЭНа

Х

Вода, слабый раствор щелочей и кислот (рН от 5 до 9)

Нагревание, кипячение

11,0

Медь, латунь (с покрытиями)

П

Вода, слабый раствор щелочей (рН от 7 до 9)

Нагревание, кипячение

11

Хромо-никелевая сталь

Т

Воздух

Нагрев в спокойной воздушной среде

5,2

Хромо-никелевая сталь, до 700 °C на оболочке ТЭНа

О

Воздух

Нагрев в среде с движущимся со скоростью не менее 6 м/с воздухом

5,0

Углеродистая сталь, до 500 °C на оболочке ТЭНа, алюминиевые сплавы до 250 °C

И

Жиры, масла

Нагрев в ваннах и других емкостях

3,0

Углеродистая сталь, до 300 °C на оболочке ТЭНа

У-1

Подошвы электроутюгов

ТЭНы залиты в изделия. Работа с термоограничителями, терморегуляторами, термовыключателями

18,0

Углеродистая сталь, до 500 °C на оболочке ТЭНа

У-2

Подошвы электроутюгов, металлические плиты из алюминиевых сплавов, металлические формы (стальные и чугунные)

ТЭН вставлены в отверстия, запрессованы в изделия. Работа с термоограничителями, термовыключателями

13,0

Углеродистая сталь, до 500 °C на оболочке ТЭНа, алюминиевые сплавы — до 320 °C

Таблица 1.2. Контактная часть ТЭНа


Шпилька

В комплекте: 2 гайки, 3 шайбы, изолятор

Диаметр ТЭНа, мм

Шпилька

13

М5; М4

10

М3; М4

8; 8,5

М3

7,4; 6,5

М2,5

Флажок нержавеющий, для ТЭНов с диаметром: 7,4; 8,0; 8,5; 10 мм

Для ТЭНов с диаметром: 7,4; 8,0; 8,5; 10 мм

Флажок с отверстием, для ТЭНов с диаметром: 7,4; 8,0; 8,5; 10 мм, в комплекте: скоба (М4), винт (М4)

Таблица 1.3. Крепежная арматура ТЭНов


Штуцер для ТЭНов с диаметром:

Диаметр ТЭНа, мм

A, мм

B, мм

C, мм

Диаметр

Материал

13; 10

30

25

5

Тр 1/2″

Ст.10,

нержавеющая сталь

10; 8,5; 8,0

20

20

4

М14х1,0

Ст.10

7,4

16

18

2

М10х1,0

латунь

Фланец резьбовой для ТЭНов с диаметром:

Диаметр ТЭНа, мм

Диаметр

Материал

7,4—8,5

Тр11/2″, 48х1,5, 48х2,0

латунь

Таблица 1.4. Трубчатые электронагреватели для торгово-технологического оборудования


№ п/п

Форма ТЭНа

Тип

Мощность, кВт

Габариты, мм

Применяемость в оборудовании

А

Б

В

R

1.

Форма 1. (U-образный со штуцерами)

ТЭН42А13/1Р

1

212

162

120

60

КНЭ-25, 25М

2.

ТЭН32А13/1Р

1

178

128

65

32,5

КНЭ-25М1

3.

ТЭН60А13/2Р

2

302

252

120

60

КНЭ-50, КНЭ-50М

4.

ТЭН42А13/2Р

2

228

168

65

32,5

КНЭ-50М1

5.

ТЭН100А13/4Р

4

511

461

87

43,5

КНЭ-100, КНЭ-100М

6.

ТЭН100А13/4Р

4

300

250

120

60

КНЭ100МН, КНЭ100Б

7.

ТЭН71А13/2,5Р

2,5

195

145

120

52

КПЭ-100

8.

ТЭН79А13/2,5Р

2,5

214

164

117

52

КПЭ-125

9.

ТЭН100А13/3,5Р

3,5

320

270

117

52

КПЭ160

10.

ТЭН140А13/5,0Р

5,0

400

350

60

31,5

КПЭ250

11.

ТЭН140А13/0,63С

0,63

719

689

64

31,5

ПСМ-4, ШЖЭСМ-2

12.

ТЭН140Н13/0,8С

0,8

708

638

100

43,5

КПЭ-400

13.

Форма 2.

(прямой без штуцеров)

ТЭН93А13/1С

1

990

930

ФГ-20

14.

15.

Форма 3. (U-образный без штуцеров)

ТЭН60А13/2Р ТЭН67А13/2,5

2; 2,5

215

213

165

163

274

350

36,5

ЛПС-17, ЛПС-3, МСЭ-84К, МСЭ-110К

16.

17.

Форма 4. (грибообразный со штуцерами)

ТЭН68,5А13/2,5Р ТЭН68,5А13/3,2Р

2,5;

3,5

Длина 100 мм, расстояние между выводами 80 мм, наружный диаметр гриба 292 мм

КПЭ-40, КПЭ-60

А — длина с выводами,

Б — длина рабочей части,

В — расстояние между выводами, R — радиус гиба.


2. Выбор спирали нагревательного элемента

Зная температуру и мощность спирали, размеры проволоки можно подобрать из табл. 2.1.

Таблица 2.1. Выбор нихромовой проволоки в зависимости от температуры и мощности


Температура, °C

Мощность и длина проволоки

Диаметр, мм

Спирали в изоляции из периклаза в канавках конфорки

Спирали в керамической изоляции пластинчатого элемента

Открытые спирали в воздухе

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

916

600

кВт

0,58

0,82

1,19

1,46

1,75

2,07

2,4

2,66

3,02

3,36

3,74

4,08

м

7,5

8,6

9,6

10,7

11,6

12,5

13,3

14,5

15,3

16,0

16,7

17,5

686

1140

450

кВт

0,55

0,75

0,95

1,16

1,39

1,62

1,88

2,13

2,33

2,66

2,93

3,23

м

9,1

9,5

12,0

13,3

14,5

15,8

17,9

18,2

19,3

20,3

21,4

22,2

610

886

350

кВт

0,47

0,62

0,82

1,03

1,16

1,35

1,55

1,75

1,95

2,18

2,41

2,66

м

10,8

11,0

14,2

15,9

17,5

19,1

20,5

22,1

23,5

24,7

26,1

26,9

457

750

300

кВт

0,42

0,57

0,72

0,89

1,05

1,21

1,39

1,58

1,76

1,98

2,18

2,4

м

11,8

12,9

15,5

17,4

19,2

21,0

22,7

24,2

25,9

27,2

28,8

29,7

382

638

250

кВт

0,37

0,48

0,65

0,76

0,91

1,05

1,21

1,37

1,53

1,7

1,9

2,0

м

13,6

15,7

18,2

20,4

22,5

24,7

26,6

28,4

30,5

32,0

33,7

40,1

305

507

200

кВт

0,33

0,42

0,54

0,66

0,78

0,9

1,03

1,16

1,3

1,45

1,6

1,74

м

15,4

18,5

20,9

23,5

25,9

28,4

30,6

32,8

35,2

36,8

38,6

45,5

ТЭНы для воды, воздуха и других сред

Оглавление статьи

Доброго времени суток, мои дорогие читатели! В моих статьях я часто упоминаю слово ТЭН, еще нигде толком о них ничего не рассказывал. Этот недочет необходимо исправить! Поэтому я и решил написать данную статью, в которой дам краткий ликбез по данной (достаточно обширной) теме. А в одной из следующих статей я расскажу как подключать ТЭНы у электрического котла. Сразу скажу, что не претендую на полноту обзора и буду рад вашим замечаниям и комментариям, на основе которых  можно будет дополнить данную статью. Итак, начнем с определения.

Что такое ТЭН.

ТЭНы для воды, воздуха и других сред.

ТЭНы для воды, воздуха и других сред.

ТЭН (сокращение от трубчатый электронагреватель) — это простейший электрический нагревательный  прибор, который имеет самые разнообразные области применения:

  • Отопление — ТЭНы применяются в качестве нагревателей в электрических котлах, электрокаменках для саун, масляных радиаторах и так далее.
  • Горячее водоснабжение — с помощью ТЭНов нагревают воду накопительные и проточные водонагреватели. Да и в обычных бытовых чайниках тоже установлен ТЭН.

В общем, сфера применения таких приборов очень широкая. Везде, где нужно что-либо нагреть можно задуматься о применении того или иного вида ТЭНов. Теперь давайте подробно рассмотрим основные виды трубчатых электронагревателей:

  • ТЭНы для нагрева жидкостей — чаще всего при помощи таких приборов нагревают воду для тех или иных целей, но из этого правила есть исключения. Например, существуют модели, предназначенные для нагрева машинного масла или пищевых продуктов.
  • ТЭНы для нагрева воздуха — и так понятно, что такими приборами нагревают воздух, но тут есть свои нюансы — наличие или отсутствие обдува и скорость обдувающего воздуха. Кроме того, воздушные ТЭНы могут быть с оребрением, при помощи которого увеличивается площадь их поверхности.

Основные характеристики и устройство ТЭНов.


Для того, чтобы понять как устроен трубчатый электронагреватель посмотрите ниже на рисунок:

Внутреннее устройство ТЭН

Внутреннее устройство ТЭН
  1. Оболочка — металлическая трубка. В качестве оболочки применяются медные, стальные или алюминиевые трубки разных диаметров.
  2. Контактный стержень — металлический стержень с резьбой на конце, через который подключается питание ТЭНа.
  3. Нагревательный элемент — спираль из сплава с высоким удельным сопротивлением.
  4. Наполнитель — в качестве наполнителя используется диэлектрик периклаз (белый порошок оксида магния).
  5. Герметизирующий материал — защищает наполнитель от попадания наружной влаги и тем самым сохраняет его свойства.
  6. Контактные шайбы и гайки нужны для крепления клемм.
  7. Изолятор — разделяет контактный стержень и оболочку ТЭНа. Нужен для защиты от утечки тока на корпус.

На рисунке указаны параметры длины. Давайте расшифруем их значение:

  • L — развернутая длина нагревателя. По ГОСТу она равна сумме длин прямолинейных и изогнутых участков.
  • Lа — активная длина. Равна длине нагревательного элемента.
  • Lk — это длина заделки контактного стержня. Длина заделки нормируется и указывается в маркировке при помощи литеры.
  • Ly — это длина пути тока утечки. Специальная нормируемая величина.
  • d — диаметр ТЭНа.

Как читать маркировку ТЭНов.


Для того, чтобы можно было отличать одни ТЭНы от других была разработана специальная маркировка, закрепленная государственным стандартом. Она наносится на поверхность при помощи пресса и должна находиться недалеко от изолятора. Рассмотрим для примера такую маркировку:

100А13/1,6р220 — 2R30

  • Цифрой 100 обозначена развернутая длина ТЭНа в сантиметрах.
  • Буквой «А» в маркировке зашифрована глубина заделки контактного стержня (расшифровку приведу ниже).
  • Цифра 13 обозначает диаметр трубки в миллиметрах.
  • Цифра 1,6 обозначает мощность нагревателя в кВт.
  • При помощи буквы «р» зашифрованы нагреваемая среда (в данном случае вода и слабые растворы щелочей или кислот) и материал трубки (углеродистая сталь).
  • Цифра 220 обозначает напряжение питания 220 В.
  • Цифра 2 — это номер формы ТЭНа (в данном случае он U-образный).
  • R30 — радиус загиба ТЭНа в миллиметрах.

Теперь давайте расшифруем длину заделки контактных стержней. Смотрим ниже на рисунок:

Внутреннее устройство ТЭН

Внутреннее устройство ТЭН

Теперь перейдем ко второй букве в маркировке. Приведу расшифровку наиболее популярных вариантов:

Буква Нагреваемая среда Материал трубки Максимальная удельная мощность, Вт/см2
X Вода или слабые растворы щелочей и кислот Медь или латунь 9
P Вода или слабые растворы щелочей и кислот Углеродистая сталь 15
J Вода или слабые растворы щелочей и кислот Нержавеющая сталь 15
Z Жиры или масла Углеродистая сталь 3
O Воздух или другие смеси газов (с обдувом) Углеродистая сталь 5
S Воздух или другие смеси газов (без обдува) Углеродистая сталь 2,2

Более подробно все расшифровано в ГОСТе 13268-88.  Для воздушных ТЭНов прописано наличие или отсутствие обдува и даже необходимая скорость воздуха. Если вы будете использовать ТЭНы предназначенные для обдува на спокойном воздухе, то они быстро перегорят из-за слишком большой удельной мощности. Для полноты обзора добавлю картинку с формами. Это поможет вам легче в них ориентироваться:

Формы ТЭНов

Формы ТЭНов

Какие ТЭНы применяются в электрических котлах и водонагревателях.

Ранее я писал отдельную статью по электрическим котлам, которую тоже рекомендую прочитать. Ну да ладно, давайте перейдем к делу. В качестве нагревательных элементов для электрических котлов применяются блоки ТЭНов. Представляют они из себя несколько нагревателей, которые объединены вместе при помощи гайки. Чтоб было понятнее смотрите ниже на рисунок:

ТЭНы для воды, воздуха и других сред.

ТЭНы для воды, воздуха и других сред.

 

Гайка может быть следующих диаметров: 1,25 дюйма, 2 дюйма и 2,5 дюйма. Уплотняется такой блок при помощи кольцевого резинового уплотнения (если оно предусмотрено конструктивно) или при помощи подмотки нитью или ФУМ-лентой. Что касаемо трубок, они могут быть изготовлены из углеродистой или нержавеющей стали. Нержавейка дороже, но значительно дольше живет чем черная сталь.При мощностях до 9 кВт, внутри котлов могут быть установлены блоки с напряжением питания 220 В. При большей мощности, в котлах устанавливаются блоки под трехфазное напряжение 380 В.

Теперь перейдем к ТЭНам  для водонагревателей. Они могут быть выполнены на резьбовой гайке (чаще всего диаметром 1,25 дюйма) или на фланце, который зажимается при помощи болтов. Смотрим ниже на рисунок:

ТЭН для водонагревателя на фланцеТЭН для водонагревателя на фланцеТЭН для водонагревателя на фланце

 

Есть еще «сухие» ТЭНы. Они изолированы от воды в специальных колбах и производители утверждают, что они более безопасны, чем обычные. Хотя все их преимущества в безопасности можно свести на нет при помощи установки УЗО, которое будет отключать питание при наличии тока утечки больше 30 мА.

ТЭНы для воды, воздуха и других сред.ТЭНы для воды, воздуха и других сред.«Сухой» ТЭН

Резюме статьи.

Данная статья предназначена для тех, кто слабо представляет себе из чего сделан ТЭН и для чего он нужен, поэтому прошу специалистов не судить строго, а помочь дополнить ее при помощи хороших и интересных комментариев. На этом все, желаю всем удачи!

Маркировка электрических тэнов. Что такое тэн

ТЭН — это аббревиатура — производная от названия «трубчатый электронагреватель». ТЭН применяется для получения тепловой энергии по средствам преобразования её из электрической. Установка его оправдана в любой прибор или оборудование где необходимо производить нагрев рабочей среды.

Конструкция ТЭН


1 — металлический корпус
2 — наполнитель
3 — спираль
4 — контактный стержень в заделке
5 — герметик
6 — изолятор
7 — контактный стержень

L — развернутая длина
la — активная длина
lk — длина контактного стержня в заделке.

Пример обозначения:

ТЭН-100 А10/3,15 Р 220 ф.7 R30 Ш

100 — развернутая длина трубки ТЭН в см.
А — длина контактного стержня в заделке (А=40 мм, В=65 мм, С=100 мм, D=125 мм, Е=160 мм, F=250 мм, G=400 мм, H=630 мм)
10 — диаметр ТЭН в мм.
3,15 — потребляемая мощность в кВт
P — рабочая среда (O — воздух, движущийся со скоростью не менее 6м/с, S — спокойный воздух, L — для литейных форм, P — вода, Z — масло)
220 — напряжение питания, В
ф.7 — типовая форма ТЭН
R30 — радиус изгиба, мм
Ш — при необходимости оснащение ТЭН штуцером

Какие рабочие среды можно нагревать ТЭНами

ТЭНы используют для нагрева любых средств от воды и воздуха до масла и различных взрывоопасных сред. Необходимо знать для нагрева какой среды будет использоваться ТЭН, ниже приведен список обозначений нагреваемых сред с расшифровкой:

S — Спокойный воздух, газы — данные ТЭНы используются для нагрева неподвижного воздуха, либо подвижного, если скорость потока менее 6 м/с. ТЭНы с такой маркировкой будут изготовлены из углеродистой стали. Температура на оболочке — 450°С
Т — Спокойный воздух, газы — данные ТЭНы аналогичны ТЭНам с маркировкой S , но они могут быть изготовлены на большую мощность, так как производятся из нержавеющей жаропрочной стали. Температура на оболочке — от 450°С до 600°С
Z — Масло — данные ТЭНы применяются в различных емкостях где необходимо нагреть жиры или масла. ТЭНы с этой маркировкой изготавливаются из углеродистой стали и имеют температуру на оболочке 250°С
L — Литейный или пресс-формы — данные ТЭНы применяются для контактного нагрева различных металлов, по требованию клиента могут изготавливаться как из углеродистой так и из жаропрочной нержавеющей стали. На оболочке ТЭН для литейной формы имеет температуру 450°С. Аналогично применяются патронные или пальчиковые ТЕНы (ТЭНП).
О
— Подвижный воздух, газы — данные ТЭНы применяются в движущейся воздушной среде при скорости потока не мене 6 м/с. Они имеют более высокую мощность относительно ТЭНов для спокойной воздушной среды. Надежность этих ТЭН достигается путем улучшенного теплосъема благодаря обдуву. Температура на оболочке — 450°С
К — Подвижный воздух, газы — эти ТЭНы аналогичны предыдущим, но могут иметь повышенную мощность так как изготавливаются из жаропрочной нержавеющей стали. Температура на оболочке — 450°С
Р — Вода или слабый раствор кислот — данные ТЭНы применяют в различных емкостях, в которых необходимо нагреть воду. Изготавливаются из углеродистой стали на оболочке они имеют температуру 100°С.
J — Вода или слабый раствор кислот — аналогичны ТЭН по предыдущей маркировке, но материал оболочки — нержавеющая сталь.
Х — Вода или слабый раствор кислот — аналогичны ТЭН по предыдущей маркировке, но материал оболочки — медь.

Длина ТЕН

Одной из важнейших характеристик трубчатого электронагревателя — его длина, именно от этого значения в большей степени зависит на какую максимальную мощность можно изготовить ТЭН. Длина ТЭН — длина трубки без изоляторов и шпилек. Длина указыв

Производители нагревательных элементов Поставщики | Справочник IQS

бизнес Отраслевая информация

Нагревательные элементы

Нагревательные элементы — это часть нашей повседневной жизни. Когда мы встаем с постели и включаем термостат, принимаем горячий душ, сушим феном и завиваем волосы, завариваем кофе или чай, готовим завтрак и тосты, мы используем различные типы нагревательных элементов. Эти элементы часто скрыты внутри используемых нами приборов и оборудования, и мы даже не видим их в работе.

Электронагревательные элементы — это компоненты, преобразующие электрическую энергию в тепловую. Затем эту тепловую энергию можно использовать для выполнения работы. Нагревательные элементы изготовлены из достаточно прочного материала, чтобы выдерживать повторяющиеся циклы высоких и низких температур без плавления и разрушения. Они используют излучение, теплопроводность или конвекцию для повышения температуры окружающих твердых тел, жидкостей или газа. Например, нагревательный элемент в фене передает выделяемое тепло через воздух за счет конвекции.Нагревательные элементы в тостере передают тепло хлебу с помощью излучения, чтобы испарить воду из хлеба и приготовить тост.


Heating Elements Manufacturers Heating Elements Manufacturers Heating Elements Manufacturers

Производители нагревательных элементов — Hottwatt, Inc.

Производители нагревательных элементов — Hottwatt, Inc.

Производители нагревательных элементов — Hottwatt, Inc.

Heating Elements Manufacturers Heating Elements Manufacturers Heating Elements Manufacturers

Производители нагревательных элементов — Hottwatt, Inc.

Производители нагревательных элементов — WATTCO ™

Производители нагревательных элементов — WATTCO ™

Приложения, в которых используются нагревательные элементы

Нагревательные элементы используются в жилых, коммерческих и промышленных помещениях.Нагревательные элементы в доме можно найти в электрическом водонагревателе , духовке , печи , радиаторе и сушилке для белья, а также других мелких и крупных приборах. В коммерческих целях нагревательные элементы включают подогреватели пищи, фритюрницы, паровые столы, эспрессо-машины, сауны и пароочистители. Промышленные нагревательные элементы используются в медицинских устройствах, трубных нагревателях, масляных диффузионных насосах, жидкостных погружных нагревателях, газовом нагреве, обжиговых печах и отверждении. Пищевая промышленность, стекло , сталь, керамика и электронная промышленность являются крупными потребителями технологий с использованием тепловых элементов.

Как нагревательные элементы менялись со временем

Томасу Эдисону приписывают первое использование углеродной нити для создания лампы накаливания в конце 18 века. Поскольку нить накала генерировала свет при высокой температуре, изобретение первого нагревательного элемента связано с ним. Однако первые нагревательные элементы, разработанные специально для выработки тепла, появились позже. В конце 19 века Джеймс Прескотт Джоуль и Джулиус Роберт Майер разработали первый закон термодинамики, который описал связь между теплотой и работой.Вскоре изобретатели начали применять эту информацию в своих творениях. В 1868 году лондонский художник по имени Бенджамин Вадди Моган изобрел первый газовый водонагреватель, названный гейзером. Использовать его в жилых помещениях было небезопасно, поскольку в нем не было вентиляции для выделяемых паров. Лишь 21 год спустя американский инженер норвежского происхождения Эдвин Рууд изобрел электрический водонагреватель.

Хотя Альберту Маршу приписывают изобретение первого электрического обогревателя, в 1905 году он открыл хромель (теперь называемый NiChrome), сплав никеля и хрома.Он был в 300 раз горячее, чем конкурирующие элементы, и был запатентован в 1906 году. Хромель Марша сразу же стал использоваться в электрических обогревателях. В 1909 году General Electric выпустила на рынок свой первый успешный тостер, используя открытие Марша. В том же веке были электрифицированы чайники. Сначала их нужно было нагревать на спиральных элементах, но позже они были разработаны со встроенными в них электронагревательными элементами.

Американский изобретатель Эдвард Г. Ачесон открыл карбид кремния в 1891 году. Он пытался изобрести искусственные алмазы.То, что он создал, было одним из самых твердых синтетических материалов из существующих, которые также могут функционировать как полупроводник. Карбид кремния можно найти в нагревательных элементах, используемых при высоких температурах. Перенесемся в 21 век, и нагревательные элементы расширились и стали включать множество различных материалов, форм, размеров и областей применения.

Материалы, используемые для изготовления нагревательных элементов

Никель-хром

Изготовленные из NiChrome состоят из сплава, состоящего на 80% из никеля и 20% из хрома.Гибкий никель-хром позволяет легко придать элементу любую форму и размер, необходимые для его применения. Температура плавления NiChrome 2550 градусов по Фаренгейту и его стойкость к окислению также делают его популярным материалом для нагревательных элементов. Полоски, провода и / или ленты из никель-хрома можно найти в тостерах, фенах и сушилках для одежды. Нагревательные элементы NiChrome могут быть разработаны для достижения максимальной температуры 1300 градусов по Фаренгейту.

PTC Керамика

Переносные керамические обогреватели пользуются популярностью в домах и офисах.В них используется керамический элемент с положительным температурным коэффициентом (PTC) для генерации тепла. Вместо проволоки в керамических нагревательных элементах PTC используется керамическая стружка или камни из титаната бария или титаната свинца. Использование керамики помогает сделать изделие более безопасным и долговечным. Керамический элемент более безопасен, потому что он работает при температуре 518 градусов по Фаренгейту, по сравнению с рабочей температурой 900 градусов по Фаренгейту у традиционного металлического элемента.

Карбид кремния

Элементы из карбида кремния или SiC могут работать при более высоких температурах и ваттной нагрузке, чем их металлические аналоги.Они могут достигать 1625 градусов по Цельсию (2927 градусов по Фаренгейту) и выпускаются в стандартном или индивидуальном исполнении. Благодаря твердости элементов SiC они не теряют свою форму при максимальных температурах. Это позволяет интегрировать их в конструкцию оборудования без конструктивных опор, необходимых с элементами из других материалов.

Дисилицид молибдена

Дисилицид молибдена (также называемый MoSiO2 и MolyD), нагревательные элементы могут достигать 1850 градусов по Цельсию или 3362 градусов по Фаренгейту.Они используются в электрических печах, используемых в электронной, сталелитейной, керамической и стекольной промышленности.

Кварц

Поскольку кварц может способствовать передаче тепла от сердечника нагревательного элемента и может передавать тепло с небольшим поглощением, он является популярным выбором среди дизайнеров. Кварцевые элементы быстро нагреваются и используются в инфракрасных обогревателях. Кварцевые нагревательные элементы обычно применяются в промышленности для сушки краски, отверждения пленки, термоформования и герметизации клея .

Нержавеющая сталь

Элементы из нержавеющей стали используются при погружении в воду. В чайниках и пивоваренном оборудовании используется нержавеющая сталь, потому что она не ржавеет даже при длительном контакте с водой. Для электрических пивоварен, в которых используются элементы, изготовленные не из нержавеющей стали, а из магниевого анода для предотвращения коррозии элементной базы.

Минеральная изоляция

Минеральная изоляция может использоваться в зависимости от желаемого применения нагревательного элемента.Преимущество использования минеральной изоляции заключается в том, что покрытие окисляется и обеспечивает защиту от дальнейшего повреждения. Стекловолокно , оксид магния и слюда используются для этой цели.

Как работают нагревательные элементы

Чтобы материал можно было использовать в нагревательном элементе, он должен противостоять току электричества при приложении к нему тока. Затем сопротивление преобразуется из электрической энергии в тепловую. Количество произведенной тепловой энергии зависит от того, насколько материал сопротивляется приложенному электрическому току.Удельное сопротивление элементарного провода заданной длины измеряется на основе того, сколько сопротивления имеется на длину и площадь поперечного сечения, и измеряется в Ом на метр. Затем можно использовать сопротивление для расчета киловаттной (кВт) нагрузки элемента. Специальные расчеты используются для измерения удельного сопротивления проводов круглых элементов, ленточных элементов, спиральных или спиральных элементов.

Настройка нагревательных элементов

Нагревательные элементы можно настроить для конкретных целей. Они могут быть изготовлены из никеля , железа, молибдена и керамики.Конфигурация может быть проволока , лента (лента), катушка, чипсы или камни. Планируемое применение определяет размер и форму необходимого нагревательного элемента. Например, элементы на электрической плите и в основании чайника необходимо свернуть спиралью, а промышленные погружные нагреватели согнуть в виде шпильки. Трубчатые элементы используются в электрических духовках, грилях, диффузионном оборудовании, водонагревателях и чайниках. Элементы, намотанные слюдой, можно найти в ленточных нагревателях и тостерах.В конвекторах и тепловентиляторах используются спиральные нагревательные элементы. Гибкий нагревательный элемент можно настроить для узкоспециализированного оборудования в медицинской, авиационной и автомобильной промышленности. Обычно изготовленные из протравленной фольги гибкие нагревательные элементы могут использоваться в ЖК-дисплеях, оптическом оборудовании, печатных платах в компьютерах и приложениях, которые защищают наружные устройства от замерзания.

Обслуживание нагревательного элемента

Нагревательные элементы обычно выходят из строя раньше, чем их окружающее оборудование.Иногда замена прибора или оборудования более рентабельна, чем замена нагревательного элемента. Это касается фенов, тостеров и небольших обогревателей. В остальное время желательно заменить элемент для дальнейшего использования его оборудования. Так обстоит дело с водонагревателями, печами , и духовками. Схема проводки на оборудовании помогает удалить старые элементы, а также установить и перемонтировать новые элементы. Электрическая коробка может потребовать открытия, так как они используются для подключения греющих кабелей к другим кабелям, а также к источнику питания.

В дополнение к нагревательным элементам для безопасного и правильного использования требуются некоторые аксессуары. Например, для элементов водонагревателя требуется силиконовое уплотнительное кольцо для образования надлежащего уплотнения. Плетеные провода, зажимы и болты используются в электропечах. Электрические коробки, шнуры питания, удлинители и адаптеры также используются в различных приложениях.

Нормы соответствия для нагревательных элементов

UL (Underwriters Laboratories) требует от всех производителей нагревательных элементов для обеспечения безопасного использования.Стандарты UL 197, UL 499 и UL 1030 применяются к коммерческим электроприборам для приготовления пищи и электронагревателям. Чтобы получить одобрение, технические характеристики нагревательных элементов с электрической оболочкой должны соответствовать стандартам. Электрические канальные обогреватели должны соответствовать стандарту UL 1996.

Национальный электротехнический кодекс (NFPA 70) устанавливает стандарты для монтажа электропроводки, включая нагревательные элементы. Хотя это не федеральный закон, многие штаты приняли его руководящие принципы.

Вопросы, которые следует задать перед выбором производителя

Есть много хороших производителей нагревательных элементов. Выбор подходящего производителя зависит от настроек и предполагаемого использования необходимых нагревательных элементов. Например, для тостеров требуется небольшая незащищенная никель-хромовая лента или ленты, в радиаторах используются длинные стержни, в некоторых обогревателях используется керамика PTC, а нагреватели с диффузионным насосом требуют специального процесса.

При выборе производителя важно убедиться, что он способен удовлетворить потребности клиентов, соблюдая при этом отраслевые стандарты и нормы.Они должны знать, какие типы элементов подходят для каких приложений. Использование неподходящего нагревательного элемента может привести к повреждению продукта, возгоранию, короткому замыканию и потере оборудования.

Прежде чем выбрать производителя, необходимо учесть множество факторов. Разработаны ли большинство их продуктов и деталей для домашнего, коммерческого или промышленного использования? Соответствуют ли они стандартам UL? Может ли будущий производитель производить нагревательные элементы для заданного диапазона температур и из желаемого материала? Знают ли они отраслевые стандарты для нагревательных элементов в различных областях применения? Что включает в себя их техническое обслуживание? Предоставляют ли они гарантию на какие-либо элементы и связанные с ними детали, приобретенные у них? Какая у них репутация в отрасли благодаря быстрому реагированию при необходимости замены элементов? Прежде чем двигаться вперед, необходимо дать четкие ответы на все эти и многие другие вопросы.Выбор правильного производителя и графика технического обслуживания обеспечит безопасность продукта и продлит срок его службы. Чтобы ознакомиться с удобным списком производителей нагревательных элементов, вы можете посетить верхнюю часть на этой странице .


Типы нагревательных элементов

  • изготовлены из проволоки, намотана на сердечник из стекловолокна и изолирована ПВХ или силиконовой резиной.
  • Патронные нагревательные элементы — это устройства, обеспечивающие локальный нагрев для широкого спектра применений.Эти нагреватели обычно вставляются в вещество или предназначены для нагрева определенной области. Эти элементы обычно изготавливаются из семи различных частей, включая нагревательную спираль, изоляцию, уплотнение, оболочку, удельную мощность, тип подводящего провода и заделку.
  • Керамические нагревательные элементы используются при низких и высоких температурах. печи и печи. Они бывают прямоугольными, квадратными, плоскими, цилиндрические или частично цилиндрические формы.
  • распространены во многих продуктах и ​​обеспечивают тепло в общую площадь.Нагревательные элементы имеют форму катушек на основе по прямому назначению; они могут быть свободно излучающими или закрытыми.
  • — это металлические компоненты, которые проводят тепло во многих продуктах, включая сушилки для одежды и фены.
  • — нагревательные элементы, используемые внутри устройств которые используют электричество для выработки энергии и тепла.
  • Гибкие нагревательные элементы — это очень тонкие элементы, которые позволяют приклеивать к различным формам и соединениям, чтобы обеспечить нагрев непосредственно там, где это необходимо.
  • Нагревательные элементы являются нагревательным элементом во всех электрических нагревателях, используемых для нагрева твердое тело-газ / жидкость и твердое тело-твердое тело
  • имеют большую площадь поверхности, не занимая много места.
  • Погружные нагревательные элементы позволяют погружать электрические нагреватели в жидкие или газообразные материалы, которые они нагревают.
  • Промышленные нагревательные элементы преобразуют электрическую энергию в тепловую и затем передают эту тепловую энергию воздуху, жидкости или твердым телам посредством конвекции или теплопроводности.
  • Инфракрасные нагревательные элементы используются в инфракрасных обогревателях, которые используются во многих приложениях. Элемент нагревает поверхность, которая распределяет тепло .
  • часто заключены в стальные оболочки и имеют ленту или проволока, намотанная на лист или трубку слюды и изолированная слюдой.
  • нагревательные элементы обычно используются в конвекционных печах и печи с открытыми змеевиками.Типы Plug / Rack часто представляют собой сборку нагревательных элементов вместе в стойке или вилке.
  • Кварцевые нагревательные элементы обычно используются в инфракрасных обогревателях и служат источником быстрого нагрева.
  • Нагревательные элементы из карбида кремния используются при высоких температурах. и где требуется более высокая мощность. Они обычно длинные трубчатые. элементы.
  • очень распространены и иногда имеют кожух или защитный компонент и может быть сформирован в соответствии с применением.

Термины нагревательных элементов

— Вещество, состоящее из двух или более металлов или металл и неметалл, сплавленные вместе в расплавленном состоянии.

— Для нагрева, а затем охлаждения твердого тела (обычно стали или стекла) для размягчение, медленное охлаждение в печи, в результате чего материал становится менее хрупким.

— Соединение металлов с использованием тепла и наполнителя металл для образования прочного соединения, присадочный металл обычно представляет собой сплав серебра.

— Британская тепловая единица. Количество тепла, необходимое для подъема или понизьте температуру одного фунта воды на один градус по Фаренгейту.

— Для сочетания, часто металла, с углеродом.

— Метрическая шкала температур, по которой вода замерзает при нуле градусов и закипает при 100 градусах, обозначается символом «C».

— Любой продукт, сделанный из неметаллического минерала (глина) обжигом при высокой температуре, например, фарфор или кирпич.

— Любой спиральный элемент, служащий источником тепла.

— В системе с тепловым насосом змеевик поглощает тепло от на открытом воздухе.

— Труба или канал, по которому подается воздух. Воздуховоды обычно из металла, ДВП или гибкого материала.

— Прямое расширение; система, в которой тепло передается прямым расширение хладагента.

— Температурная шкала, по которой вода замерзает на 32 градуса и закипает при 212 градусах; обозначается буквой F.

— кирпич, выдерживающий высокие температуры и применяемый специально для футеровки печей или каминов.

— Элемент, который сломался и что-то касается металл, например клетка, которая должна удерживать элемент или элемент металлический корпус.

— Деталь отопителя, отвечающая за проводя тепло.

— Невидимые волны, воспринимаемые как тепло, длина которых больше чем красный видимый свет и короче микроволн.

— Единица измерения энергии 1000 Вт.

— Минерал, состоящий из блестящих прозрачных плоских химических кристаллов.Это часто используется как электроизолятор.

— Пространство или воздуховод используется для равномерного распределения воздуха в процессе охлаждения, нагрева, или увлажнение.

— Банка определяется путем деления общей нагрузки на подшипник на расчетную площадь (внутренний диаметр * ширина).

— Измерение тепла равно до 100 000 BTU.

— Измеряет разность потенциалов, созданных на соединение двух разных металлических проволок, идущих от измерительного инструмент.

— Устройство для контроля температуры.

— Единица мощности метр-килограмм-секунда, равная произведенной мощности. током в один ампер через разность потенциалов в один вольт, 1/746 лошадиных сил.

Другие нагревательные элементы

Информационное видео о нагревательных элементах



.

Получение обозначения T6 для 6061

В: Не могли бы вы рассказать мне, какие этапы термообработки необходимы для производства 6061-T6? Я слышал, что термическая обработка после сварки повысит его механические свойства.

A: Давайте сначала опишем, что происходит при термообработке сплавов 2XXX, 6XXX или 7XXX. Все эти сплавы подвергаются термообработке методом дисперсионного твердения. Это включает два этапа: термообработку на твердый раствор и старение.

Термическая обработка в растворе выполняется путем повышения температуры сплава примерно до 980 градусов по Фаренгейту и выдерживания ее там примерно в течение часа.Целью этого является растворение всех легирующих элементов в твердом растворе алюминия. Затем закаливаем сплав в воде. На самом деле цель закалки состоит не в том, чтобы упрочнить сплав, хотя она в некоторой степени делает; достаточно быстро охладить, чтобы предотвратить легирующие элементы от осаждения при охлаждении.

Итак, у нас есть твердый раствор магния, кремния и других элементов в алюминии при комнатной температуре. Это называется темпераментом Т4. Если мы возьмем этот материал и термически обработаем его при температуре от 325 до 400 градусов по Фаренгейту, легирующие элементы начнут формировать упорядоченные массивы атомов в алюминиевой матрице.Эти массивы называются зонами GP, и они значительно укрепляют алюминий. это термическая обработка называется старением, в результате чего получается материал со статусом T6.

Для старения используются три обычно используемых цикла время / температура — один час при 400 градусах F; пять часов при 350 градусах по Фаренгейту; и восемь часов при температуре 325 градусов по Фаренгейту. Все они одинаково эффективны.

Вопрос, однако, в том, сможете ли вы сделать это самостоятельно. Нет никаких сомнений в том, что результатом будут свойства 6061-T6, если вы все сделаете правильно.Основная трудность заключается в том, что деталь обычно сильно деформируется при закалке и требует значительной механической правки перед старением. Часто это очень сложно или даже невозможно, особенно при сварке больших размеров. Вот почему большинство люди используют 6061-T6 в состоянии после сварки.

Кстати, вы часто видите обозначения Т3 и Т5 для 6061. Какие они? Чтобы считаться Т4, алюминиевая пластина (или экструзия и т. Д.) Должна быть изготовлена, охлаждена, а затем обработана раствором и закалена.Однако производители алюминия закаливают экструзионные профили прямо из пресса, пока они еще горячие. Технически это производит материал Т3, а не Т4. Если вы стареете материал T3, вы получите материал Т5, а не Т6. Просто помните, что для наших целей материалы T3 и T4 такие же, как и материалы T5 и T6.

.

различные определения изменения энтальпии

ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ЭНТАЛЬПИИ

 

На этой странице объясняется, что такое изменение энтальпии, а затем дается определение и краткий комментарий для трех различных видов изменения энтальпии, с которыми вы столкнетесь. Вы найдете еще несколько определений на других страницах этого раздела.

Это важно, , чтобы вы, , выучили, определения. Вы не сможете успешно провести какие-либо вычисления, если не будете точно знать, что означают все термины.

 

Изменения энтальпии

Изменение энтальпии — это название, данное количеству тепла, выделяемого или поглощаемого в реакции, проводимой при постоянном давлении. Ему присвоен символ ΔH, читаемый как «дельта H».


Примечание: Термин «изменение энтальпии» применяется только к реакциям, проводимым при постоянном давлении. На самом деле именно так и проводится большинство лабораторных реакций — в пробирках или колбах (или чем-то еще), открытых для атмосферы, так что давление остается постоянным при атмосферном давлении.

Фраза «под постоянным давлением» является неотъемлемой частью определения, но, помимо этого, вам вряд ли стоит беспокоиться об этом, если вы сдаете британский экзамен на уровне, эквивалентном A.



 

Стандартные изменения энтальпии

Стандартные изменения энтальпии относятся к реакциям, проводимым в стандартных условиях , и со всем присутствующим в их стандартных состояниях .Стандартные состояния иногда называют «эталонными состояниями».

Стандартные условия

Стандартные условия:

  • 298 К (25 ° С)

  • давление 1 бар (100 кПа).

  • там, где речь идет о растворах, концентрация 1 моль дм -3


Внимание! Стандартное давление изначально было определено как 1 атмосфера (101.325 кПа), и вы все еще найдете это в старых книгах (включая мою книгу расчетов). На момент написания (август 2010 г.) существовала по крайней мере одна британская программа, в которой все еще говорилось о «1 атмосфере». Важно, — проверить свой учебный план, чтобы точно узнать, что вам нужно изучать.


Стандартные состояния

Для стандартного изменения энтальпии все должно быть в стандартном состоянии.Это физическое и химическое состояние, в котором вы ожидаете найти его при стандартных условиях.

Это означает, что стандартным состоянием для воды, например, является жидкая вода, H 2 O (l) — не пар, водяной пар или лед.

Стандартное состояние кислорода — газ, O 2 (г) — не жидкий кислород или атомы кислорода.

Для элементов, которые имеют аллотропы (две разные формы элемента в одном физическом состоянии), стандартное состояние является наиболее энергетически стабильным из аллотропов.

Например, углерод существует в твердом состоянии как алмаз, так и графит. Графит энергетически немного более стабилен, чем алмаз, поэтому графит считается стандартным состоянием углерода.

Точно так же в стандартных условиях кислород может существовать как O 2 (просто кислород) или как O 3 (называемый озоном, но это просто аллотроп кислорода). Форма O 2 намного более энергетически стабильна, чем O 3 , поэтому стандартным состоянием кислорода является обычное состояние O 2 (г).

 

Символ изменения стандартной энтальпии

Обозначение стандартного изменения энтальпии — ΔH °, читаемое как «стандарт дельта H» или, возможно, более часто, как «дельта H ноль».


Примечание: Технически буква «o» в символе должна проходить через горизонтальную линию, проходящую с каждой стороны. Это такая трудность, которую нужно производить убедительно без риска того, что разные компьютеры будут давать ненадежные результаты, что я воспользуюсь обычной практикой упрощения ее до «о».


 

Стандартное изменение энтальпии реакции, ΔH ° r

Помните, что изменение энтальпии — это тепло, выделяемое или поглощаемое, когда реакция протекает при постоянном давлении.

Стандартное изменение энтальпии реакции — это изменение энтальпии, которое происходит, когда уравновешенные количества материалов реагируют в стандартных условиях, и все в своем стандартном состоянии.

Это требует небольшого изучения.

Вот простая реакция между водородом и кислородом с образованием воды:

  • Во-первых, обратите внимание, что символ стандартного изменения энтальпии реакции — ΔH ° r . Для изменений энтальпии реакции «r» (для реакции) часто пропускают — это просто предполагается.

  • «кДж моль -1 » (килоджоули на моль) не относится к какому-либо конкретному веществу в уравнении.Вместо этого он относится к количествам всех веществ, указанных в уравнении. В этом случае 572 кДж тепла выделяется, когда 2 моля газообразного водорода реагируют с 1 моль газообразного кислорода с образованием 2 моль жидкой воды.

  • Обратите внимание, что все находится в стандартном состоянии. В частности, вода должна быть жидкой.

  • А есть скрытая проблема! Цифры приведены для реакции в стандартных условиях, но водород и кислород не вступают в реакцию в стандартных условиях.

    Когда указывается стандартное изменение энтальпии, принимаются стандартные условия. Если реакцию необходимо проводить в других условиях, будет зарегистрировано другое изменение энтальпии. Это должно быть рассчитано обратно к тому, что было бы в стандартных условиях. К счастью, вам не нужно знать, как это сделать на этом уровне.

 

Некоторые важные типы изменения энтальпии

Изменение стандартной энтальпии образования, ΔH ° f

Стандартное изменение энтальпии образования соединения — это изменение энтальпии, которое происходит, когда один моль соединения образуется из его элементов в стандартных условиях и со всем в стандартном состоянии.

Примечание: Когда вы пытаетесь изучить эти определения, вы можете облегчить себе жизнь, выбрав ключевой бит, а затем добавив другие биты. Ключевым моментом в этом определении является то, что вы формируете 1 моль соединения из его элементов. Все, что связано с изменением энтальпии, стандартными условиями и стандартными состояниями, является общим для большинства этих определений.


Уравнение, показывающее стандартное изменение энтальпии образования для воды:

Когда вы пишете одно из этих уравнений для изменения энтальпии образования, вы должны получить 1 моль соединения.Если для этого нужно записать дроби в левой части уравнения, это нормально. (На самом деле, это не просто нормально, это существенно , потому что в противном случае у вас будет более 1 моля соединения, иначе уравнение не уравновесится!)

Уравнение показывает, что при образовании 1 моля жидкой воды из ее элементов при стандартных условиях выделяется 286 кДж тепловой энергии.

 

Стандартные изменения энтальпии образования могут быть записаны для любого соединения, даже если вы не можете сделать это непосредственно из элементов.Например, стандартное изменение энтальпии образования жидкого бензола составляет +49 кДж / моль -1 . Уравнение:

Если углерод не реагирует с водородом с образованием бензола, в чем смысл этого и как кто-нибудь узнает, каково изменение энтальпии?

Цифра +49 показывает относительное положение бензола и его элементов на энергетической диаграмме:

Как мы узнаем об этом, если реакции не происходит? На самом деле очень просто вычислить это из других значений, которые мы может измерить, — например, из изменений энтальпии сгорания (будет дальше).Мы еще вернемся к этому, когда посмотрим на расчеты на другой странице.

Знание изменений энтальпии при образовании соединений позволяет вам рассчитать изменения энтальпии в целом ряде реакций, и, опять же, мы рассмотрим это более подробно на другой странице.

 

И последний комментарий об изменениях энтальпии образования:

Стандартное изменение энтальпии образования элемента в его стандартном состоянии равно нулю. Это важный факт.Причина очевидна. . .

Например, если вы «делаете» один моль газообразного водорода из одного моля газообразного водорода, вы никоим образом не меняете его, поэтому вы не ожидаете никакого изменения энтальпии. То же самое и с любым другим элементом. Изменение энтальпии образования любого элемента должно быть равно нулю из-за способа определения изменения энтальпии образования.


Примечание: Некоторые источники говорят, что изменение энтальпии образования элементов принято равным нулю по соглашению .Это просто чушь! Стандартное изменение энтальпии образования элементов равно нулю из-за способа определения изменения энтальпии.

Если это вас смущает, не обращайте на это внимания!



Изменение стандартной энтальпии горения, ΔH ° c

Стандартное изменение энтальпии сгорания соединения — это изменение энтальпии, которое происходит, когда один моль соединения полностью сгорает в кислороде при стандартных условиях, и все находится в стандартном состоянии.

Конечно, изменение энтальпии горения всегда будет иметь отрицательное значение, потому что при горении всегда выделяется тепло.

Два примера:

Уведомление:

  • Энтальпия уравнений сгорания часто содержит дробные части, потому что вы должны начать с 1 моля того, что вы сжигаете.

  • Если вы говорите о стандартных изменениях энтальпии сгорания, все должно быть в стандартном состоянии.Одним из важных результатов этого является то, что любая вода, которую вы пишете среди продуктов, должна быть там в виде жидкой воды.

    Точно так же, если вы сжигаете что-то вроде этанола, который при стандартных условиях является жидкостью, вы должны указать его как жидкость в любом используемом уравнении.

  • Обратите также внимание на то, что уравнение и количество тепла, выделяемого в случае водорода, точно такие же, как вы уже видели далее на странице. В то время это было иллюстрацией энтальпии образования воды.Это может случиться в некоторых простых случаях. Говорить об изменении энтальпии образования воды — то же самое, что говорить об изменении энтальпии сгорания водорода.

 
 

Куда бы вы сейчас хотели пойти?

В меню химической энергетики. . .

В меню «Физическая химия». . .

В главное меню. . .

 

© Джим Кларк, 2010 (изменено в мае 2013 г.)

.

термодинамика | Законы, определения и уравнения

Термодинамика , наука о взаимосвязи между теплотой, работой, температурой и энергией. В широком смысле термодинамика занимается передачей энергии из одного места в другое и из одной формы в другую. Ключевое понятие заключается в том, что тепло — это форма энергии, соответствующая определенному количеству механической работы.

Популярные вопросы

Что такое термодинамика?

Термодинамика — это изучение отношений между теплотой, работой, температурой и энергией.Законы термодинамики описывают, как изменяется энергия в системе и может ли система выполнять полезную работу со своим окружением.

Является ли термодинамика физикой?

Да, термодинамика — это раздел физики, изучающий изменение энергии в системе. Ключевой вывод термодинамики состоит в том, что тепло — это форма энергии, которая соответствует механической работе (то есть приложению силы к объекту на расстоянии).

Тепло не было официально признано формой энергии примерно до 1798 года, когда граф Рамфорд (сэр Бенджамин Томпсон), британский военный инженер, заметил, что при сверлении стволов пушек может выделяться безграничное количество тепла и что количество тепла Вырабатываемое тепло пропорционально работе, выполняемой при токарной обработке тупого расточного инструмента.Наблюдение Рамфорда о пропорциональности выделяемого тепла и проделанной работы лежит в основе термодинамики. Еще одним пионером был французский военный инженер Сади Карно, который ввел концепцию цикла тепловой машины и принцип обратимости в 1824 году. Работа Карно касалась ограничений на максимальный объем работы, которую можно получить от паровой машины, работающей с высокотемпературная теплопередача как движущая сила. Позже в том же веке эти идеи были развиты Рудольфом Клаузиусом, немецким математиком и физиком, в первый и второй законы термодинамики соответственно.

Наиболее важные законы термодинамики:

  • Нулевой закон термодинамики. Когда две системы находятся в тепловом равновесии с третьей системой, первые две системы находятся в тепловом равновесии друг с другом. Это свойство делает целесообразным использование термометров в качестве «третьей системы» и определения шкалы температур.
  • Первый закон термодинамики или закон сохранения энергии. Изменение внутренней энергии системы равно разнице между теплом, добавленным к системе из окружающей среды, и работой, выполняемой системой над своим окружением.

  • Второй закон термодинамики. Тепло не перетекает самопроизвольно из более холодной области в более горячую, или, что то же самое, тепло при данной температуре не может быть полностью преобразовано в работу. Следовательно, энтропия замкнутой системы или тепловая энергия на единицу температуры со временем увеличивается до некоторого максимального значения. Таким образом, все закрытые системы стремятся к состоянию равновесия, в котором энтропия максимальна, а энергия недоступна для выполнения полезной работы.
  • Третий закон термодинамики. Энтропия идеального кристалла элемента в его наиболее стабильной форме стремится к нулю, когда температура приближается к абсолютному нулю. Это позволяет установить абсолютную шкалу энтропии, которая со статистической точки зрения определяет степень случайности или беспорядка в системе.

Хотя термодинамика быстро развивалась в 19 веке в ответ на потребность в оптимизации производительности паровых двигателей, широкая общность законов термодинамики делает их применимыми ко всем физическим и биологическим системам.В частности, законы термодинамики дают полное описание всех изменений энергетического состояния любой системы и ее способности выполнять полезную работу со своим окружением.

Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодня

Эта статья посвящена классической термодинамике, которая не включает рассмотрение отдельных атомов или молекул. Такие проблемы находятся в центре внимания раздела термодинамики, известного как статистическая термодинамика или статистическая механика, которая выражает макроскопические термодинамические свойства в терминах поведения отдельных частиц и их взаимодействий.Его корни уходят в последнюю половину 19 века, когда атомные и молекулярные теории материи стали общепринятыми.

Основные концепции

Термодинамические состояния

Применение принципов термодинамики начинается с определения системы, которая в некотором смысле отличается от своего окружения. Например, система может представлять собой образец газа внутри цилиндра с подвижным поршнем, целую паровую машину, марафонца, планету Земля, нейтронную звезду, черную дыру или даже всю Вселенную.В общем, системы могут свободно обмениваться теплом, работой и другими видами энергии со своим окружением.

Состояние системы в любой момент времени называется ее термодинамическим состоянием. Для газа в баллоне с подвижным поршнем состояние системы определяется по температуре, давлению и объему газа. Эти свойства являются характеристическими параметрами, которые имеют определенные значения в каждом состоянии и не зависят от способа, которым система пришла в это состояние. Другими словами, любое изменение значения свойства зависит только от начального и конечного состояний системы, а не от пути, пройденного системой от одного состояния к другому.Такие свойства называются функциями состояния. Напротив, работа, выполняемая при движении поршня и расширении газа, и тепло, которое газ поглощает из окружающей среды, зависят от того, каким образом происходит расширение.

Поведение сложной термодинамической системы, такой как атмосфера Земли, можно понять, сначала применив принципы состояний и свойств к ее составным частям — в данном случае к воде, водяному пару и различным газам, составляющим атмосферу. Выделяя образцы материала, состояниями и свойствами которых можно управлять и управлять ими, можно изучать свойства и их взаимосвязи по мере того, как система изменяется от состояния к состоянию.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.