5 FACTORES DE DISEÑO QUE DETERMINAN LA EFICACIA DEL ELEMENTO CALEFACTOR
Last updated on enero 9th, 2023 at 02:37 pm
Cuando elige un elemento calefactor, se debe hacer hincapié en la eficiencia del elemento por encima de todo. Hay varios factores que pueden determinar la eficacia de un elemento calefactor, pero es fácil que se pasen por alto. En este artículo se examinan los principales factores de diseño que influyen en la eficacia de los elementos de calefacción y se sopesan en la decisión de compra.
- Resistencia eléctrica
Los elementos calefactores actúan cuando la cinta o el cable resisten el flujo de electricidad, lo que da lugar a una transferencia de energía eléctrica en calor. Medimos la resistencia eléctrica de un metal por una «unidad de longitud de la unidad de sección transversal».
También podemos calcular la resistencia lineal de una cinta o de un cable a partir de su reactividad eléctrica (transversal). La resistencia se puede calcular con los siguientes factores:
ρ = Resistividad eléctrica (μΩcm)
R = Resistencia del elemento a 20 °C (Ω)
d = Diámetro del cable (mm)
t = Espesor de la cinta (mm)
b = Anchura de la cinta (mm)
l = Longitud de la cinta o del cable (m)
a = Área de la sección transversal de la cinta o del cable (mm²)
La mayoría de los metales mantienen la misma resistencia independientemente de la temperatura, pero hay ocasiones en las que los cambios de temperatura provocan cambios en la resistencia. En estos casos, los diseñadores del elemento calefactor deben encontrar la resistencia del elemento a temperatura ambiente. Para obtener esa medida, los diseñadores tendrán que dividir la resistencia a las temperaturas de funcionamiento por el siguiente factor de resistencia:
F = Factor de resistencia a la temperatura
Rt = Resistencia del elemento a la temperatura de funcionamiento (Ω)
R = Resistencia del elemento a 20 °C (Ω)
- Carga de la superficie
Los diseñadores pueden crear elementos calefactores de distintos tamaños para proporcionar la potencia deseada o la densidad de potencia por unidad de superficie. Sin embargo, esto podría llevar a que la carga en la superficie del elemento calefactor sea demasiado alta, lo que provocaría un sobrecalentamiento y un fallo si la transferencia de calor es demasiado lenta.
Los diseñadores deben construir un elemento calefactor lo suficientemente bajo como para permitir que el mecanismo de transferencia de calor funcione lo suficientemente rápido como para evitar un fallo prematuro. El ajuste ideal de las resistencias depende del tipo de calefactor y de la aplicación industrial para la que se utilice.
- Envolvente de diseño
La envolvente de diseño de los elementos calefactores se refiere simplemente a sus dimensiones. Entre ellos se encuentran su tamaño total, su longitud, su diámetro y también su longitud de cable. Por supuesto, estos factores son cruciales porque influyen en las limitaciones de diseño del elemento calefactor. Por ejemplo, las dimensiones particulares pueden determinar la densidad máxima de vatios y la temperatura de funcionamiento de un elemento calefactor determinado.
Además, hay envolventes de diseño específicas que son más adecuadas para determinados calentadores y aplicaciones de calefacción. Esto hace que la envolvente de diseño sea un factor esencial en la construcción de elementos calefactores.
- Terminaciones
Las terminaciones pueden considerarse un aspecto fundamental para los elementos calefactores, pero vamos a prestarles una atención adicional. Son importantes porque afectan a la longevidad del elemento calefactor, para bien o para mal, dependiendo de dónde estén colocados.
Lo ideal es que la mayor parte del elemento calefactor esté en estrecho contacto con la terminación. Esto maximiza la transferencia de calor y evita el desperdicio de energía. Por supuesto, ciertas condiciones pueden requerir una configuración especial y protección contra riesgos como la corrosión química o la oxidación.
- Estilos de liderazgo y consideración
Determinar el tipo de cables eléctricos y los métodos de salida/terminación es tan importante como seleccionar cuidadosamente el tipo de elemento calefactor. En la calefacción industrial, los cables maximizan la transferencia de energía convertida en calor.
Consideraciones sobre los cables eléctricos de las resistencias
- Necesidad de resistencia a la abrasión
- La temperatura de la zona del cable
- La flexibilidad del cable
- Costos del cable
- Posibles contaminantes cerca del cable
Cuanto mejor cumplan sus cables los estándares más altos en todas estas categorías, más eficientes serán para maximizar la transferencia de calor.
Consideraciones prácticas para el cuidado y el mantenimiento
Muchas de las consideraciones restantes para elegir un elemento calefactor son factores prácticos. Entre ellas, se encuentra la selección de la potencia, el voltaje y los materiales de revestimiento ideales para su calentador (y su aplicación). Sin embargo, también es esencial prestar atención a la fragilidad y al radio de curvatura del propio elemento calefactor. Estos factores pueden determinar su capacidad de soportar temperaturas extremas y su funcionamiento. Por último, es fundamental conocer los requisitos de manipulación y almacenamiento de su elemento calefactor, ya que están diseñados para ayudar a mantener su longevidad.
En Wattco, ofrecemos una gama de elementos calefactores que pueden facilitar sus aplicaciones industriales y sus requisitos. También podemos construir soluciones a medida para garantizar que pueda satisfacer requisitos de calefacción específicos si las unidades preconstruidas no son suficientes.
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