Пластинчатый электронагреватель

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистически 18110 ПУБЛИК 5 Н 05 В 3/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 6/071 ТИНЧАТЫЙ ЭЛЕКТР РЕВ ТЕЛЬ(57) Использование: в боко вательных приборах, а такж таторах, Сущность изобрет содержит диэлектрическую подводы 2, электропрово Расположение токоподвод ным углом друг к другу, выб деленной зависимости, и технический результат, 3 и 5 онагреых имие ватель 1 токоий инстиа, Т.Н,Пао СССР972,ехнич ов ров, Невое свил,Н 05вка 86 а етельст В 3/28 01672. пре тич ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(21) 49384 (22) 22,05. (46) 23,04. (71) Тульск (72) В,В.В С.И.Стрел (56) Автор М 423261РСТ 3 кл, Н 05 В1 ения: нагр подложку дное покр в под опр ираемым и зволяет д л,Изобретение относится к электротехническим устройствам с поверхностным тепловы. делением в высокоомных резистивныхпокрытиях и может быть использовано вбытовыхи промышленных электронагревательных приборах и установках, а также внаучных исследованиях при физическом моделировании теплообмена в составе тепловых имитаторов.Цель изобретения - оптимизация распределения тепловых потоков по поверхности нагревателя в зависимости от условийэксплуатации,При достижении указанной цели дляэлектронагревателей, используемых в бытовых и промышленных нагревательныхустройствах, возникает возможность обеспечить равномерность нагрева электропроводного покрытия по всей рабочейповерхности; т.е. повысить надежность идолговечность конструкции.В случаях использования предлагаемого пластинчатого нагревателя в составетепловых имитаторов для научных исследований, расширяются их функциональныевозможности.Поставленная цель достигается тем, чтов предлагаемом пластинчатом электронагревателе внутренние стороны токоподводов расположены друг к другу под углом а,определяемым зависимостьюа =агсс 9 0,83(К +Т 1/Тц)Ь/3)1где К - коэффициент, учитывающий влияниеестественного конвективного переноса тепла на изменение температуры в заданномнаправлении, если нагретая поверхностьрасположена горизонтально К=О, если зафиксировано вертикальное положение и изменение температуры совпадает свертикалью, то К0,04. Для промежуточныхуглов наклона нагретой поверхности К уточняется экспериментально и его значения невыходят за пределы 0 - 0,04,ЛТ 1 - полное изменение температурыпо длине нагревателя;Тср - среднее значение температуры поповерхности нагрева;В - средняя ширина нагревателя междутокоподводами;1 - длина нагревателя вдоль токоподводов.Указанное расположение токоподводов позволяет соответствующим образомизменять поверхностную плотность электрической энергии, рассеиваемой в электропроводном покрытии, а следовательно, илинейную плотность тепловыделения зэсчет изменения расстояния между токоподводами. В конечном итоге за позволяетобеспечить линейное изменение температуры в заданном направлении.В случае, когда необходимо компенсировать неравномерность нагрева верти кально расположенного пластинчатого нагревателя, обусловленную естественной конвекцией, ЬТ 1=0 и, следовательно, формула для определения угла а принимает упрощенный вид 10 й =эгст 9 (0,83 К Ь/),При этом минимальное расстояние между токоподводами должно быть внизу,На фиг.1 в плане представлен пластинчатый нагреватель, здесь же показан реали зуемый на наружной поверхности нагревателя характер изменения температуры; на фиг,2 - поперечное сечение нагревательного элемента; на фиг,3 экспериментальные зависимости средней 20 температуры внешней поверхности плэстинчатого электронагревателя на основе электропроводной эмали от поверхностной плотности потребляемой электрической мощности для горизонтальной и вертикаль ной ориентации нагреваемой поверхности,Пластинчатый электронагревэтель содержит диэлектрическуЮ подложку 1 с расположенными на ней токоподводами 2, выполненными, например, из медной фольги, сверху равномерным слоем нанесено электропроводное покрытие 3 в виде высокоомной эмали.Электронагреватель работает следующим образом, При подаче электропитания на токоподводы 2 на них образуется разность потенциалов. Из-за переменного расстояния между ближними границами токоподводов, обусловленного углом а, электрическое сопротивление элементар ного электропроводного слоя шириной(смг.фиг,1) будет линейным образом изменятьсяот величины б х 45 (1 хЬдхЬ где р- удельное электрическое сопротивление электропроводной эмали;Ь - толщина слоя эмали. 50 Поэтому относительное изменение удельной электрической мощности вдоль токоподводов, т.е. на границах нагревателя выражается зависимостью 55 ЬВ/ 2Ь 19 а ЯсР Ь 2 2 (9 д)2 Учитывая, что:температура Т внешней поверхности электропроводного слоя в ра