电加热器（对流动介质做升温等操作的设备）
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更新时间：2023-05-19
电加热器
对流动介质做升温等操作的设备
是一种国际流行的电加热设备。用于对流动的液态、气态介质的升温、保温、加热。当加热介质在压力作用下通过电加热器加热腔，采用流体热力学原理均匀地带走电热元件工作中所产生的巨大热量，使被加热介质温度达到用户工艺要求。
简介
概述
电加热器
二十年代以后在新的应用发展方面没有上一时期多，但是在这阶段内所有各种电热电器都曾重新设定而不断改良，成为电热电器历史上的提高阶段。在家用电热电器方面，各种器具都设计得更为美观、耐用和坚固，而且大部分都有自动温度和时控制。
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功能特点
电加热器
⒉热响应快、控温精度高，综合热效率高。
⒊加热温度高：加热器设计最高工作温度可达850℃。
⒋介质出口温度均匀，控温精度高。
⒍寿命长、可靠性高：该加热器采用特殊电热材料制造，设计表面功率负荷低，并采用多重保护，使电加热器安全性和寿命大大增加。
⒎可全自动化控制：根据要求通过加热器电路设计，可方便实现出口温度、流量、压力等参数自动控制，并可与机算机联网。
⒏节能效果显著，电能产生的热量几乎100%传给加热介质。
将电能转变成热能以加热物体。是电能利用的一种形式。与一般燃料加热相比，电加热可获得较高温度（如电弧加热，温度可达3000℃以上），易于实现温度的自动控制和远距离控制，（如车载电加热杯）可按需要使被加热物体保持一定的温度分布。电加热能在被加热物体内部直接生热，因而热效率高，升温速度快，并可根据加热的工艺要求，实现整体均匀加热或局部加热（包括表面加热），容易实现真空加热和控制气氛加热。在电加热过程中，产生的废气、残余物和烟尘少，可保持被加热物体的洁净，不污染环境。因此，电加热广泛用于生产、科研和试验等领域中。特别是在单晶和晶体管的制造、机械零件和表面淬火、铁合金的熔炼和人造石墨的制造等方面，都采用电加热方式。
加热方式
感应加热
利用导体处于交变电磁场中产生感应电流（涡流）所形成的热效应使导体本身发热。根据不同的加热工艺要求，感应加热采用的交流电源的频率有工频（50～60赫）、中频（60～10000赫）和高频（高于10000赫）。工频电源就是通常工业上用的交流电源，世界上绝大多数国家的工频为50赫。感应加热用的工频电源加到感应装置上的电压必须是可调的。根据加热设备功率大小和供电网容量大小，可以用高压电源（6～10千伏）通过变压器供电；也可直接将加热设备接在380伏的低压电网上。
中频电源曾在较长时间内采用中频发电机组。它由中频发电机和驱动异步电动机组成。这种机组的输出功率一般在50～1000千瓦范围内。随着电力电子技术的发展，已使用的是晶闸管变频器中频电源。这种中频电源利用晶闸管先把工频交流电变换成直流电，再把直流电转变成所需频率的交流电。由于这种变频设备体积小，重量轻，无噪声，运行可靠等，已逐渐取代了中频发电机组。
电弧加热
利用电弧产生的高温加热物体。电弧是两电极间的气体放电现象。电弧的电压不高但电流很大，其强大的电流靠电极上蒸发的大量离子所维持，因而电弧易受周围磁场的影响。当电极间形成电弧时，电弧柱的温度可达3000～6000K，适于金属的高温熔炼。
红外线加热
利用红外线辐射物体，物体吸收红外线后，将辐射能转变为热能而被加热。
红外线是一种电磁波。在太阳光谱中，处在可见光的红端以外，是一种看不见的辐射能。在电磁波谱中，红外线的波长范围在0.75～1000微米之间，频率范围在3×10～4×10赫之间。在工业应用中，常将红外光谱划分为几个波段：0.75～3.0微米为近红外线区；3.0～6.0微米为中红外线区；6.0～15.0微米为远红外线区；15.0～1000微米为极远红外线区。不同物体对红外线吸收的能力不同，即使同一物体，对不同波长的红外线吸收的能力也不一样。因此应用红外线加热，须根据被加热物体的种类，选择合适的红外线辐射源，使其辐射能量集中在被加热物体的吸收波长范围内，以得到良好的加热效果。
电红外线加热实际上是电阻加热的一种特殊形式，即以钨、铁镍或镍铬合金等材料作为辐射体，制成辐射源。通电后，由于其电阻发热而产生热辐射。常用的电红外线加热辐射源有灯型（反射式）、管型（石英管式）和板型（平面式）三种。灯型是一种红外线灯泡，以钨丝为辐射体，钨丝密封在充有惰性气体的玻璃壳内，如同普通照明灯泡。辐射体通电后发热（温度比一般照明灯泡低），从而发射出大量波长为1.2微米左右的红外线。若在玻璃壳内壁镀反射层，可将红外线集中向一个方向辐射，所以灯型红外线辐射源也称为反射式红外线辐射器。管型红外线辐射源的管子是用石英玻璃做成，中间是一根钨丝，故亦称石英管式红外线辐射器。灯型和管型发射的红外线的波长在0.7～3微米范围内，工作温度较低，一般用于轻、纺工业的加热、烘烤、干燥和医疗中的红外线理疗等。板型红外线辐射源的辐射表面是一个平面，由扁平的电阻板组成，电阻板的正面涂有反射系数大的材料，反面则涂有反射系数小的材料，所以热能大部分由正面辐射出去。板型的工作温度可达到1000℃以上，可用于钢铁材料和大直径管道及容器的焊缝的退火。
由于红外线具有较强的穿透能力，易于被物体吸收，并一旦为物体吸收，立即转变为热能；红外线加热前后能量损失小，温度容易控制，加热质量高，因此，红外线加热应用发展很快。
介质加热
利用高频电场对绝缘材料进行加热。主要加热对象是电介质。电介质置于交变电场中，会被反复极化（电介质在电场作用下，其表面或内部出现等量而极性相反的电荷的现象），从而将电场中的电能转变成热能。
介质加热使用的电场频率很高。在中、短波和超短波波段内，频率为几百千赫到300兆赫，称为高频介质加热，若高于300兆赫，达到微波波段，则称为微波介质加热。通常高频介质加热是在两极板间的电场中进行的；而微波介质加热则是在波导、谐振腔或者在微波天线的辐射场照射下进行的。
电介质在高频电场中加热时，其单位体积内吸取的电功率为P=0.566fEεrtgδ×10（瓦/厘米）
如果用热量表示，则为：
H=1.33fEεrtgδ×10（卡/秒·厘米）
式中f为高频电场的频率，εr为电介质的相对介电常数，δ为电介质损耗角，E为电场强度。由公式可知，电介质从高频电场中吸取的电功率与电场强度E的平方、电场的频率f以及电介质的损耗角δ成正比。E和f由外加电场决定，而εr则取决于电介质本身的性质。所以介质加热的对象主要是介质损耗较大的物质。
介质加热由于热量产生在电介质（被加热物体）内部，因此与其他外部加热相比，加热速度快，热效率高，而且加热均匀。
