Os elementos de aquecimento são componentes essenciais em várias aplicações, desde electrodomésticos a fornos industriais. O processo de fabrico varia consoante o material e a aplicação específica. Aqui está uma visão detalhada de como são feitos os diferentes tipos de elementos de aquecimento.
1. Elementos de aquecimento de carboneto de silício
Processo de fabrico
Os elementos de aquecimento de carboneto de silício são produzidos através da fusão de grãos de carboneto de silício de elevada pureza. Isto é feito através de um processo de reação-ligação ou de um processo de recristalização, que envolve temperaturas superiores a 3900°F (2150°C).
Forma e aplicação
Estes elementos são tipicamente tubulares ou cilíndricos e são amplamente utilizados na indústria de tratamento térmico, onde são necessárias altas temperaturas e potência máxima.
2. Elementos de aquecimento tubulares
Composição
Os elementos de aquecimento tubulares são constituídos por uma bobina fina de fio de liga de aquecimento por resistência de nicrómio (NiCr) localizada dentro de um tubo metálico, normalmente feito de cobre ou de ligas de aço inoxidável como o Incoloy. O fio é isolado por pó de óxido de magnésio.
Etapas de fabrico
O tubo é puxado através de uma matriz para comprimir o pó, aumentando a transmissão de calor. As extremidades são seladas com materiais isolantes, como cerâmica ou borracha de silicone, para evitar a entrada de humidade.
Formas e utilizações
Estes elementos podem ser varas rectas ou dobradas em formas específicas, utilizadas em aparelhos como torradeiras, fogões eléctricos, fornos e máquinas de café.
3. Elementos de aquecimento compostos e serigrafados
Elementos compostos
Estes elementos envolvem pistas metalo-cerâmicas serigrafadas depositadas em placas metálicas isoladas com cerâmica, normalmente utilizadas em aparelhos domésticos como chaleiras.
Vantagens
Esta tecnologia tem sido popular desde meados dos anos 90 devido à sua eficiência e adequação a várias aplicações de aquecimento em electrodomésticos.
4. Elementos de aquecimento para fornos de vácuo
Elementos de aquecimento metálicos
Estes incluem metais preciosos como o molibdénio, a platina, o tungsténio e metais gerais como ligas resistentes ao calor de níquel-crómio. Cada tipo é escolhido com base nos requisitos específicos de alta temperatura da aplicação.
Elementos de aquecimento não metálicos
Estes incluem a grafite e vários compostos como o carboneto de silício e o siliceto de molibdénio. A grafite é particularmente preferida devido à sua excelente maquinabilidade, resistência a altas temperaturas e boa resistência ao choque térmico.
5. Seleção de materiais e área da secção transversal
Resistência e produção de calor
A seleção de elementos de aquecimento implica a escolha de materiais e secções transversais que proporcionem a resistência eléctrica adequada para gerar a potência térmica desejada. A resistividade do material e a área da secção transversal são factores críticos.
Designs específicos para cada aplicação
Por exemplo, em fornos de vácuo, os elementos de aquecimento são frequentemente tiras largas ou em forma de fita para maximizar as suas áreas de superfície física e radiante, assegurando uma transferência de calor eficiente e longevidade.
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