Kādas ir vizlas kā izolatora termiskās un mehāniskās īpašības sildīšanas plākšņu konstrukcijā?

Daudzu rūpniecisko sildīšanas plākšņu iekšpusē ir plāns pārslains materiāls, kas izolē aktīvo sildelementu no iezemētā metāla korpusa. Šis materiāls ir vizla, un tas ir būtisks dažos sildītāju konstrukcijās, pateicoties tā unikālajai elektriskās izolācijas kombinācijai un augstas temperatūras stabilitātei. Zinot vizlas termiskās un mehāniskās īpašības, inženieri var izvēlēties piemērotu izolācijas materiālu joslu sildītājiem, sloksnes sildītājiem, kārtridžu sildītājiem un plākšņu apsildes sistēmām.

Kas ir vizlas vizla? Dabiski sastopams izolators Vizla ir dabā sastopamu silikātu minerālu sērija, kas sadalās plānās, elastīgās, caurspīdīgās loksnēs. Divas populārākās šķirnes, ko izmanto elektriskās apkures lietojumos, ir

Maskavīta vizla (kālija alumīnija silikāts) - Visizplatītākā šķirne ar labām elektriskām īpašībām un termisko pretestību.

Pārfrāzēt teikumu

Atgriezties pie sākotnējā teikuma

Kopēt teikumu

Sinonīmi

vizla

vizla

vizla

minerālu vizla

minerālu vizla

kvarca

to

vizlas vizla

mirdzoša vizla

maza vizla

vizlas

vizla{0}}patīk

minerāls

šis minerāls

vizlas ekstrakcija

keramikas vizla

uz vizlas-balstīta

minerāls

pigments

dārgakmeņi

minerālvielas

vizlas lietošana

minerāli, piemēram, vizla

sudraba vizla

metāla vizla

krāsaina vizla

mirgojošs

vizlas daļiņas

mirdzēt

metālisks

materiāls

Flogopīta vizla (magnija alumīnija silikāts) – dielektriskā izturība nedaudz zemāka, bet nepārtraukta temperatūra augstāka, tiek izmantota augstas temperatūras rūpnieciskajos sildītājos.

Vizlu iegūst un apstrādā loksnēs, plēvēs vai veido formas. To var sasmalcināt, caurdurt vai veidot ap sildīšanas ierīcēm. Vizlas loksnes ir izplatītas un pārklātas ar pretestības stiepli, piemēram, nihromu vai līdzvērtīgu vadu, lai izveidotu vizlas sildelementu komplektu sildītājiem.

Siltuma īpašības: Vidēja vadītspēja un augsta temperatūras izturība
Vizlas galvenā īpašība ir tās spēja izturēt augstu temperatūru, nesadalot, neizlaižot gāzi vai nezaudējot elektriskās izolācijas spējas.

Maksimālā nepārtrauktā darba temperatūra dažādiem vizlas veidiem atšķiras:

Maskaviešu vizla: 932-1112 grādi F (500-600 grādi)

Flogopīta vizla: 700 līdz 800 grādi (1292 līdz 1472 grādi F)

Ir iedomājama pat īslaicīga pakļaušana augstākai temperatūrai (piemēram, flogopītam 900–1000 grādi), taču ilgstoša darbība, kas pārsniedz nepārtrauktu robežu, noved pie pakāpeniskas mehāniskās integritātes zuduma un zemākas izolācijas pretestības.

Vizlas siltumvadītspēja ir aptuveni 0,5 līdz 0,7 W/m·K. Tas ir daudz lielāks nekā lielākajai daļai polimēru izolatoru (piemēram, PTFE pie 0,25 W/mK), bet mazāk nekā keramikas izolatoriem (piemēram, alumīnija oksīds pie 25–30 W/mK). Vidējā vadītspēja ļauj siltumam plūst no pretestības stieples caur vizlas slāni metāla sildītāja korpusā, vienlaikus nodrošinot elektrisko izolāciju.

Termiskās izplešanās koeficients - Vizlai ir slāņaina kristāla struktūra, un tāpēc tā izplešas anizotropiski. Izplešanās gar lokšņu plakni ir ievērojama, izplešanās šķērsvirzienā pret loksnēm ir mazāka. Šī anizotropija parasti ir labi pielāgota metāla sildelementiem labās konstrukcijās.

Elektriskās īpašības Augsta dielektriskā izturība Augsta izolācijas pretestība
Vizla tiek novērtēta tās augstās dielektriskās izturības dēļ. Vizlai vērtība ir aptuveni 20 kV/mm (kilovolti uz biezuma milimetru). Bojājuma spriegums ir aptuveni 4000 voltu standarta vizlas loksnei ar biezumu 0,2 mm, kas ir daudz augstāks nekā parastajiem barošanas spriegumiem 240 V vai 480 V, ko izmanto rūpnieciskajos sildītājos.

Tilpuma pretestība ir ārkārtīgi augsta, parasti no 10^13 līdz 10^15 Ω·cm istabas temperatūrā, ievērojami samazinās augstākās temperatūrās, bet joprojām ir pietiekama lielākajai daļai apkures lietojumu.

Vizlas dielektriskā konstante (relatīvā caurlaidība) ir 6–8, un tā ir stabila plašā frekvenču un temperatūru diapazonā.

Vizla tiek izmantota arī kā izolators pretestības vadiem, kas darbojas augstā temperatūrā, kas izkausētu vai karbonizētu polimēru izolatorus. Vizlai ir šim nolūkam piemērotas elektriskās īpašības.

Mehāniskās īpašības: elastīgums, trausls, jutīgs pret mitrumu
Plānas vizlas loksnes (0,05-0,5 mm) ir elastīgas, bet biezas vizlas loksnes ir trauslas. Materiāls var būt saliekts ap izliekumiem, bet asas krokas izraisīs tā plaisāšanu. Sildītāju ražošanā vizla parasti tiek izgriezta precīzās formās ar caurumiem spaiļu tapām vai spraugām pretestības vadam.

Stiepes izturība parasti ir zema, un materiālam ir vāja bīde. Vizlu nedrīkst izmantot kā konstrukcijas elementu, bet tā ir mehāniski jāatbalsta ar metāla sildītāja korpusu vai iespīlēšanas plāksnēm.

Trūkums ir mitruma uzsūkšanās. Vizla ir higroskopisks materiāls. Mitruma absorbcija samazina virsmas izolācijas pretestību un var izraisīt elektrības noplūdi vai īssavienojumus. Tādējādi vizlas sildītāji nav piemēroti iegremdēšanai vai augsta mitruma iestatījumiem, ja vien tie nav hermētiski noslēgti. Izmantotais vizlas sildītājs ir "jāizcep" (pirmais iesildīšanas{4}}cikls), lai noņemtu absorbēto mitrumu, jo sākotnējie zemie izolācijas rādījumi nav ieteicami.

Vāja izturība pret nodilumu. Neapstrādāta metāla malas var noskrāpēt vai pulverēt vizlas virsmas. Montāžai jābūt gludām atsērotajām daļām.

Vizlas, keramikas un polimēru izolatori – kāda ir atšķirība?
Zemāk esošajā tabulā ir salīdzināta vizla ar citiem sildelementu elektriskajiem izolācijas materiāliem:

Īpašums Vizlas (maskavīts) Keramikas (alumīnija oksīds, steatīts) polimērs (PTFE, PEEK, silikons)
Maks. nepārtraukta temperatūra 500–600 grādi 800–1200 grādi (alumīnija oksīds) PTFE: 260 grādi; PEEK: 250 grādi; Silikons: 200ºC
Siltumvadītspēja (W/mK) 0.5 - 0.7 25 - 30 (alumīnija oksīds) PTFE: 0,25; Silikons: 0,2-0,3
Dielektriskā izturība (kV/mm) ~20 10 - 15(alumīnija oksīds)PTFE: ~20, PEEK: ~20, Silikons: ~15
Elastība plānās loksnēs Mehāniskā elastība Cieta, trausla Elastīga (īpaši silikona)
Mitrumizturība Zema (higroskopiska) Lieliska (neabsorbējoša) Lieliska (ūdens{0}}atgrūdoša)
Izplatītākie sildītāju veidi Joslas sildītājs, sloksnes sildītājs, kārtridžu sildītāja serdeņa izolācijaIegremdējamie sildītāji, augsta-temperatūra, ielietie-sildītāji, cauruļveida sildītāji Elastīgi sildelementi, zemas-temperatūras sildītāji
Relatīvās izmaksas Zema līdz mērenaVidēja līdz augsta Vidēja augsta (PEEK)
Vizlas izolācijas pielietojumi sildīšanas plāksnēs
Vizlu visbiežāk izmanto apkures plākšņu ražošanā.

Vizlas lentes sildītāji - Vizla izliektu lokšņu veidā ir aptīta ap cilindrisku virsmu ar pretestības stiepli, kas uztīta virs vizlas, un virspusē ir otrs vizlas slānis. Visa konstrukcija ir nostiprināta metāla lentē.

Vizlas sloksnes sildītāji - Plakani vai izliekti vizlas mezgli, ko izmanto plākšņu, presformu un presēšanas plākšņu sildīšanai.

Kasetņu sildītāju serdeņi - Pretestības stieple ir savīta rievās uz keramikas serdes vai serdes, kas ir ieskauta vizlas loksnē. Vizla elektriski izolē vadu no ārējā metāla apvalka.

Gaisa sildītāji. Vizlu izmanto kanālu sildītājos, lai izolētu atvērtas -spoles pretestības vadus temperatūrā, kas pārsniedz polimēru izolācijas ierobežojumus.

Vizlu parasti izmanto augstas temperatūras sildītāja konstrukcijā, ja darba temperatūra pārsniedz PTFE vai silīcija ierobežojumu 200–260 C, bet ir nepieciešams plāns, formējams izolators. Virs 800 C parasti tiek izmantoti keramikas izolatori (alumīnija oksīds vai steatīts), taču tie nav elastīgi.

Dizaina apsvērumi un ierobežojumi
Ir vērts atzīmēt, ka vizlai ir daudz ierobežojumu, kas jāņem vērā sildītāja projektēšanā.

Mitruma jutība - Vizlas sildītāji, kas ir glabāti mitrā vidē, pirms pilnas jaudas ieslēgšanas vairākas stundas jācep zemā temperatūrā (100–150 grādi). Aizzīmogoti savienojumi un iekapsulēšana palīdz samazināt mitruma iekļūšanu.

Trauslas mehāniskā sprieguma ietekmē - Vizlas loksnes var saplīst, ja sildītāja korpuss ir pārāk cieši pievilkts vai ja termiskās izplešanās nelīdzsvarotība rada spiedes spriegumus. Ieteicams nodrošināt pietiekamu atstarpi un atsperi noslogotas iespīlēšanas ierīces.

Augstas temperatūras pazemināšanās izolācijas pretestība - Vizla joprojām ir lielisks izolators augstās temperatūrās, taču tās tilpuma pretestība samazinās par vairākām kārtām. Ļoti augsta sprieguma lietojumiem (piemēram, 1000 V+) var būt nepieciešams vairāk nekā viens vizlas slānis vai biezāka vizlas slānis.

Nav paredzēts iegremdēšanai - Vizla nekad nedrīkst būt tiešā saskarē ar šķidrumiem. Ūdens nokļūst, un izolācija ātri sabojājas, un elektrība noplūst. Iegremdējamie sildītāji ir izgatavoti no magnija oksīda (MgO) pulvera vai PTFE.

Secinājums: laika{0}}pārbaudīts izolators vairākiem augstas temperatūras{1}}sildīšanas plākšņu dizainiem
Vizla piedāvā unikālu augstas temperatūras elektriskās izolācijas kombināciju plānā, formējamā loksnē. Vizla var aizpildīt plaisu starp zemas temperatūras polimēriem un stingru augstas temperatūras keramiku ar nepārtrauktu darba temperatūru 500–600 grādi (maskvīta) vai 700–800 grādi (flogopīts), dielektrisko izturību aptuveni 20 kV/mm un siltumvadītspēju 0,5–0,7 W/m·K.

Tas ir ļoti piemērots joslu sildītājiem, lentes sildītājiem un kasetņu sildītāju serdeņiem, kur nepieciešama elastība, plāns profils un temperatūras izturība. Tomēr tā trauslums, mitruma uzsūkšanās un nespēja darboties mitros apstākļos ir jāpārvar, rūpīgi izstrādājot un pielietojot. Izolācijas materiāla izvēle ir svarīga elektrodrošībai un siltuma veiktspējai, un vizla joprojām ir pārbaudīta izvēle plašam rūpniecisko sildīšanas plākšņu klāstam, kas darbojas sausās augstas temperatūras situācijās.