انواع المنت حرارتی بخاری برقی

المنت های حرارتی بخشی از زندگی روزمره ما هستند. وقتی از رختخواب بر می خیزیم و دوش آب گرم می گیریم ، موهای خود را خشک می کنیم، قهوه یا چای دم می کنیم ، صبحانه و نان تست را آماده می کنیم، المنت های مختلفی نقش دارند. می توان گفت المنت در اکثر وسایلی که ما استفاده می کنیم به صورت پنهان وجود دارد، گرچه هنگام استفاده از این وسایل به چشم ما نمی آید. شاید ملموس ترین جایی که می توان اشاره کرد المنت بخاری برقی است که همه ما تا حدودی با آن آشنا هستیم.

المنت چیست و طرز کارش چگونه است؟

المنت الکتریکی وسیله ای است که با اتصال به برق، انرژی الکتریکی را به انرژی گرمایی تبدیل می کند. می توان از این انرژی گرمایی برای مصارف گوناگون استفاده کرد. المنت حرارتی بایستی از موادی به اندازه کافی مقاوم ساخته شود تا بتواند در برابر چرخه تکرار افزایش و کاهش پی در پی دما، بدون ذوب شدن یا خراب شدن مقاومت کند. المنت برای افزایش دمای مواد جامد، مایع یا گازی که آن را احاطه کرده اند، از روش رسانایی، تابش و همرفت استفاده می کند. به عنوان مثال ، المنت حرارتی در سشوار با استفاده از همرفت گرمای تولید شده خود را به واسطه هوا منتقل می کند و المنت حرارتی در توستر با استفاده از تابش، گرما را به نان منتقل می کند تا آب موجود در نان را بخار کرده و نان تست آماده شود.

موارد مصرف المنت چیست؟

المنت های حرارتی در محیط های مسکونی ، تجاری و صنعتی مفید هستند. المنت های حرارتی در خانه را می توان در بخاری برقی ، آبگرمکن برقی ، اجاق گاز ، کوره ، رادیاتور و خشک کن لباس و همچنین سایر لوازم کوچک و بزرگ یافت. مصارف تجاری المنت نیز شامل گرمکن غذا ، سرخ کن ، میز بخار ، دستگاه اسپرسو ، سونا و پاک کننده بخار می شود. از کاربرد های المنت در گرمایش صنعتی می توان به کاربرد در دستگاه های پزشکی ، بخاری های لوله ای ، پمپ های پخش روغن ، بخاری های مایع غوطه ور ، گرمایش گاز ، کوره ها و عمل آوری اشاره نمود. صنایع غذایی ، شیشه ای ، فولادی ، سرامیکی و الکترونیکی از مصرف کنندگان عمده فناوری المنت حرارتی هستند.

المنت چگونه به وجود آمد و با گذشت زمان چه تغییراتی کرد؟

توماس ادیسون اولین استفاده از رشته کربن را برای تولید لامپ رشته ای در اواخر قرن هجدهم را انجام داد. از آنجا که این رشته در دمای بالا نور ایجاد می کند، لذا اولین اختراع اولین المنت نیز با او مرتبط است. با این حال ، اولین المنت ها که به طور خاص برای تولید گرما تولید شده اند ، بعداً به وجود نیامده اند و در اواخر قرن نوزدهم ، جیمز پرسکوت ژول و جولیوس رابرت مایر اولین قانون ترمودینامیک را ارائه کردند که رابطه ای بین گرما و کار را توصیف می کرد. طولی نکشید که مخترعین زیادی شروع به استفاده از این اطلاعات در خلاقیت های خود کردند. در سال 1868 ، یک نقاش لندنی به نام بنجامین وادی موگان اولین آبگرمکن گازی را به نام آبفشان اختراع کرد. استفاده از آن در محیط های مسکونی ایمن نبود، زیرا تهویه ای برای بخارهای تولیدی نداشت. تنها 21 سال بعد یک مهندس آمریکایی متولد نروژ ، ادوین رود ، آبگرمکن برقی را اختراع کرد. اختراع اولین بخاری برقی به آلبرت مارش نسبت داده شده است ، وی در سال 1905 کرومل که آلیاژی از نیکل و کروم است ودر حال حاضر نیکروم نامیده می شود را کشف کرد. این آلیاژ که مورد استفاده در بخاری های برقی است، حدود 300 برابر از عناصر دیگر رقابتی مقاوم تر بوده و در سال 1906 ثبت اختراع شد. در سال 1909 نیز، جنرال الکتریک اولین توستر موفق خود را با استفاده از این آلیاژ به بازار عرضه کرد. دیری نپایید که در همان قرن ، کتری های چای نیز برقی شدند.
کاربید سیلیکون نیز توسط ادوارد جی آچسون مخترع آمریکایی در سال 1891 کشف شد. او در تلاش بود ماده ای با عنوان الماس مصنوعی را اختراع کند. آنچه او اختراع کرد، یکی از سخت ترین مواد مصنوعی موجود است که می تواند به عنوان یک نیمه هادی نیز عمل کند. کاربید سیلیکون را می توان در المنت حرارتی مورد استفاده در کاربردهای با دمای بالا یافت. المنت های حرارتی در قرن بیست و یکم گسترش یافته اند و اکنون در اشکال ، اندازه ها و کاربردهای مختلف ساخته شده از آلیاژ های گوناگون هستند.

جنس المنت های حرارتی از چیست؟

در این بخش از مقاله، سعی بر این است که المنت های موجود را از نظر جنس مورد بررسی قرار داده و توضیحاتی در رابطه با آن ها ارائه کنیم. اگر چه فرمول دقیق المنت ها در هر شرکتی مختص به خود بوده و از ارائه عمومی آن اجتناب می شود، اما تمام آن ها از مواد و آلیاژ های زیر با نسبت های متفاوت تشکیل شده است.

نیکروم یا NiChrome

المنت هایی که از نیکروم ساخته شده اند متشکل از آلیاژ 80٪ نیکل و 20٪ کروم هستند. نیکروم انعطاف پذیر بوده و فرم دهی المنت را به هر شکل و اندازه ای که برای کاربرد آن لازم باشد، تسهیل می کند. نقطه ذوب آن 2550 درجه فارنهایت یا 1398 درجه سانتی گراد بوده و مقاومت آن در برابر اکسیداسیون نیز این ماده را به عنوان ماده ای محبوب برای ساخت المنت های حرارتی تبدیل کرده است. نوار ها ، سیم ها و یا روبان های این آلیاژ را می توان در توستر ها ، سشوار ها و سایر وسایل حرارتی یافت. این نوع المنت حرارتی را می توان برای رسیدن به حداکثر دمای 1300 درجه فارنهایت طراحی کرد.

سرامیک PTC

بخاری های سرامیکی قابل حمل در خانه ها و دفاتر محبوب هستند. آن ها از یک المنت سرامیکی PTC (ضریب دمای مثبت) برای تولید گرما استفاده می کنند. به جای استفاده از سیم ، عناصر گرمایشی سرامیکی PTC از تراشه های سرامیکی یا سنگ های ساخته شده از کامپوزیت تیتانات باریم یا تیتانات سرب استفاده می کنند. استفاده از سرامیک به ایمنی و ماندگاری بیشتر محصول کمک می کند. یک المنت سرامیکی بسیار ایمن تر از سایر المنت ها است زیرا در دمای 518 درجه فارنهایت یا 270 درجه سانتی گراد کار می کند ، در مقایسه با یک المنت فلزی سنتی که با دمای عملیاتی 900 درجه فارنهایت یا 482 درجه سانتی گراد کار می کند.

سیلیکون کاربید

المنت های ساخته شده از کاربید سیلیکون یا SiC می توانند در دما و بار بالا تر از نمونه های فلزی آن کار کنند. آنها می توانند به 1625 درجه سانتی گراد یا 2927 درجه فارنهایت برسند و قابلیت ارائه در طرح های استاندارد و یا سفارشی را دارند. به دلیل سختی المنت های SiC ، آنها در دمای حداکثر نیز شکل خود را از دست نمی دهند. این امر به آن ها این امکان را می دهد که بدون پشتیبانی ساختاری مورد نیاز با المنت های ساخته شده از مواد دیگر ، در طراحی تجهیزات گرمایشی ادغام شوند.

مولیبدن

المنت ها می توانند از ماده مولیبدن که MoSiO2 و MolyD نیز نامیده می شود، ساخته شوند. المنت های حرارتی ساخته شده از این جنس می توانند به دمای 1850 درجه سانتی گراد یا 3362 درجه فارنهایت برسند. از آن ها در کوره های برقی مورد استفاده در صنایع الکترونیکی ، فولادی ، سرامیک و شیشه استفاده می شود.

کوارتز

از آنجا که کوارتز می تواند به انتقال گرما از هسته المنت حرارتی کمک کند و می تواند گرما را با جذب کم انتقال دهد ، به یک انتخاب محبوب در بین طراحان وسایل گرمایشی تبدیل شده است. المنت های حرارتی کوارتز به سرعت گرم می شوند و از آنها در بخاری های برقی مادون قرمز استفاده می شود. کاربردهای متداول صنعتی المنت های حرارتی کوارتز ، خشک کردن رنگ ، عمل آوری فیلم ، ترموفرمینگ و آب بندی چسب است.

استیل ضد زنگ

المنت های ساخته شده از استیل ضد زنگ کاربرد خاصی در وسایلی که در آن ها المنت در آب غوطه ور هست، دارد. کتری ها و تجهیزات تهیه آبجو از استیل ضد زنگ استفاده می کنند، زیرا حتی اگر به مدت طولانی در معرض آب قرار بگیرند، زنگ نمی زند. تولید کنندگان لوازم برقی با استفاده از المنت های ساخته شده از مواد دیگر به غیر از استیل ضد زنگ برای جلوگیری از زنگ زدگی پایه المنت به آند منیزیم احتیاج دارند. این المنت ها برای بخاری های حمام نیز مناسب هستند.

عایق معدنی

بسته به نوع کاربرد مورد نظر از المنت حرارتی ، می توان از عایق معدنی استفاده کرد. یکی از مزایای استفاده از عایق معدنی این است که پوشش اکسید شده و از آسیب های بعدی با گذشت زمان محافظت می کند. از فایبرگلاس ، اکسید منیزیم و میکا برای این منظور استفاده می شود.