空氣電加熱器的傳熱性能

空氣電加熱器的結構原理：當空氣流過電爐絲壁表面和陶瓷套管內壁面形成的通道時，就和電爐絲壁表面、陶瓷套管內壁面以對流換熱的方式進行熱交換。空氣將電爐絲發出的熱量帶走，從而得以加熱，同時電爐絲壁表面與陶瓷套管內避面之間進行輻射換熱，大部分通過與空氣以對流換熱方式把熱量傳給空氣，另一小部分熱量通過陶瓷套管與外殼體及保溫材料的導熱散入環境，形成一定的熱損失。熱空氣是很多化工、熱工試驗場合及生產過程中的常用介質，空氣電加熱器由于加熱初期投資少、清潔衛生、使用方便、熱效率高等優點受到青睞。

在使用中，要求空氣電加熱器傳熱性能好，空氣出口溫度高，升溫時間短，效率高，體積小，結構緊湊，電爐絲工作壽命長，絕緣性能好，工作安全可靠等。根據使用要求及現場場地的限制，在結構設計上作如下考慮∶

1、空氣電加熱器分成兩級串聯。這有兩個好處，一是橫斷面尺寸小，占地面積小;二是在低功率運行時，可用調壓變壓器降低二級功率，以降低二級電爐絲壁面溫度，延長電爐絲使用壽命。

2、采用鎳鉻電爐絲而不用碳棒作為電熱元件。這樣使空氣電加熱器結構緊湊且又能承受內壓。

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

4、由于該空氣電加熱器出口空氣溫度高(600℃)，又要求承受內壓(2×105Pa)，故接線柱結構采用鋼管內襯陶瓷套管，兩端用云母墊片密封的結構。

5、為便于安裝檢修，又要占地面積小，故采用立式布置。

空氣電加熱器的傳熱性能與結構參數和運行參數有關，應根據不同的使用要求來選取合適的參數并作優化分析;空氣為雙原子氣體，基本上不吸收輻射熱，只有通過與熱壁對流換熱取得熱量。設計時應盡量提高對流換熱率;由于受器材規格的限制，目前雷諾數仍偏低(3000-5000)，如將結構再改進一下，將雷諾數提高到10000以上(強烈紊流區)，則空氣出口溫度還能進一步提高，效率也能提高。