CN113740378A - 一种电热管热能转换效率测试方法 - Google Patents
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Abstract
一种电热管热能转换效率测试方法，属于电热管检测技术领域。其特征在于：包括如下步骤：测量电热管（3）的重量；在电热管（3）两端输入电压，同时对电热管（3）上多个测温点的温度进行检测；调整输入电压，使电热管（3）上温度最高的测温点的温度稳定在测试温度，并记录此时的输入功率；计算电热管的热能转换参数，热能转换参数为电热管（3）的输入功率与重量的比值；通过热能转换参数对电热管（3）进行评价，热能转换参数小于0.7则电热管（3）合格，且热能转换参数越小，电热管（3）的热能转换效率越高。本发明能够准确检测出电热管的热能转换效率，并衡量电热管的使用寿命，方便对电热管进行准确的检测，检测方便。
Description
技术领域
一种电热管热能转换效率测试方法，属于电热管检测技术领域。
背景技术
电热锅是能够进行煎，炸，蒸，煮，涮、炖、煨、焖等多种加工的现代化炊具。它不但能够把食物做熟，而且能够保温，使用起来清洁卫生，没有辐射，省时省力，是家务劳动现代化不可缺少的用具之一。电热锅通常通过底部的电热管和均热盘实现加热，因此电热管质量的好坏直接影响到电热锅的使用。目前对电热管的要求是，电热管的击穿电压要高于3000V，且电热管的使用寿命要大于3000h，由于电热管的使用寿命较长，目前电热管的检测通常仅仅会对击穿电压进行检测，而无法对电热管的热效率以及寿命进行检测。由于上述问题的存在，导致电热管的质量参差不齐，也无法评价电热管的热效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够对电热管的热能转换效率进行检测，并根据热能转换效率确定电热管的使用寿命，检测准确、方便的电热管热能转换效率测试方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该电热管热能转换效率测试方法，其特征在于：包括如下步骤：
测量电热管的重量；
在电热管两端输入电压，同时对电热管上多个测温点的温度进行检测；
调整输入电压，使电热管上温度最高的测温点的温度稳定在测试温度，并记录此时的输入功率；
计算电热管的热能转换参数，热能转换参数为电热管的输入功率与重量的比值；
通过热能转换参数对电热管进行评价，热能转换参数小于0.7则电热管合格，且热能转换参数越小，电热管的热能转换效率越高。
优选的，采用电子秤测量所述电热管的重量。通过电子秤来测量电热管的重量，测量方便，且测量准确。
优选的，所述的测试温度为300℃。测试温度为300℃，既能够保证检测准确，又能够减轻环境温度对检测的影响，使检测结构更加准确。
优选的，对所述的电热管上的五个测温点的温度进行检测，且五个测温点沿电热管间隔均布。通过在电热管上设置五个温度检测点，能够对电热管的温度进行全面检测，以准确判断出电热管上的最高测温点，且能够保证对不同的电热管检测时准确检测出电热管的最高测温点的温度。
优选的，所述的电热管放置在隔热板上，通过温度探头对所述的电热管的测温点的温度进行检测。电热管放置在隔热板上，消除了外界环境对电热管检测带来的影响，通过温度探头对电热管的测温点的温度进行检测，电热管的温度检测精确。
优选的，所述的隔热板为岩棉，隔热板的底部设置有放置板，隔热板的厚度为10mm。隔热板的厚度为10mm，能够避免电热管产生的热量向下传递。
优选的，所述方法还包括，根据热能转换参数对电热管的外形设计，使电热管的截面由上至下逐渐变窄。电热管的截面由上至下逐渐变窄，保证氧化镁粉的厚度合理，既能够保证电热管的电气绝缘性能，又能够保证电热管的热能转换效率。
优选的，所述的电热管的顶部水平设置，底部为中部下凸的圆弧形。能够保证电热管与均热盘的接触面积大，使电热管发出的热量能够快速传递给均热盘，使电热锅的热效率高，而且电热管方便与均热盘焊接，并且使电热管工作面与均热盘有最大面积的接触，底部与电热丝同轴，能够提高电热管的耐击穿性能。
电热管工作过程中电能转换成热能的参数值是体现电热管质量和寿命的重要参数，电热管的电热丝与电热管内壁之间采用氧化镁粉填充压实，起到电热丝与管壁之间电气绝缘与热传导的作用，在一定的绝缘强度下，氧化镁粉的热阻越小电热管的导热效果越好，且电热丝与管壁的温差越小，电热管的寿命越长，电热管的热能转换效率越高。
在电热管的管径以及长度一定的条件下，电热管内氧化镁粉的厚度越大，则电热管的电气绝缘性能越好，电热管的电热丝与管壁的温差越大，电热管的热能转换效率越低，电热管的寿命越短；电热管内的氧化镁粉的厚度越小，则电热管的电热丝与管壁的温差越小，电热管的热能转换效率越高，电热管的寿命越长，但是电热管的电气绝缘性能越差。目前没有一个参数能够平衡上述矛盾的问题，发明人通过定义热能转换参数，热能转换参数即电热管输入功率与重量的比值，将氧化镁粉以及输入功率作为检测的量，来测试电热管的热能转换效率，并通过电热丝与电热管内壁的温差来检测电热管的使用寿命，能够准确的实现电热管热能转换效率以及寿命的检测。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：
本电热管热能转换效率测试方法通过测量电热管的温度，即为电热管管壁的温度，通过输入功率即可衡量电热管内的电热丝的温度，使电热管管壁的温度都达到测试温度，对比电热管的电热丝的温度，即可判断电热管的热转换效率，并根据电热丝与管壁的温差，来衡量电热管的使用寿命，而热能转换参数将电热管的重量以电热丝的输入功率综合评价，从而能够准确检测出电热管的热能转换效率，并衡量电热管的使用寿命，方便对电热管进行准确的检测，检测方便。
附图说明
图1为电热管检测设备的立体示意图。
图2为电热管的立体示意图。
图3为电热管的截面示意图。
图中：1、放置板 2、隔热板 3、电热管 4、温度探头 5、氧化镁粉 6、电热丝。
具体实施方式
图1~3是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~3对本发明做进一步说明。
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，然而熟悉本领域的人们应当了解，在这里结合附图给出的详细说明是为了更好的解释，本发明的结构必然超出了有限的这些实施例，而对于一些等同替换方案或常见手段，本文不再做详细叙述，但仍属于本申请的保护范围。
如图1所示：电热管热能转换效率测试装置包括放置板1、隔热板2、温度探头4、功率表、电压表以及调压器。其中放置板1为金属板，放置板1为方形，放置板1的厚度为2mm，隔热板2设置在放置板1的上侧，隔热板2为岩棉，隔热板2也为方形，且隔热板2的边长小于放置板1的边长，隔热板2的厚度为10mm。
待检测的电热管3放置在隔热板2上，且电热管3整体位于隔热板2的正上方。通过温度探头4来对电热管3的测温点的温度进行检测，在本实施例中，测温点沿电热管3间隔均布有五个，每个测温点上均设置一个温度探头4，通过温度探头4同时对电热管3的五个测温点的温度进行检测。
调压器的输入端连接交流电，输出端同时与电热管3的两端相连，功率表和电压表均连接电热管3，并对电热管的输入电压和输入功率进行检测。
一种电热管热能转换效率测试方法，包括如下步骤：
测量电热管3的重量。
通过电子秤对电热管的重量进行测量。
在电热管3两端输入电压，同时对电热管3上多个测温点的温度进行检测。
通过调压器对电热管3的两端输入电压，并通过温度探头4同时对电热管3上的五个测温点的温度进行测量。
调整输入电压，使电热管3上温度最高的测温点的温度稳定在测试温度，并记录此时的输入功率。
通过调压器调节电热管3的输入电压，直至电热管3上的温度最高的测温点的温度稳定在测试温度，在本实施例中，测试温度为300℃。在对电热管3的测温点的温度进行检测时，设置五个测温点，能够对电热管3的温度进行全面的测量，以确定温度最高点。当温度最高点的温度稳定在300℃即满足测试要求，此时记录功率表上的功率，即电热管3的输入功率。
计算电热管的热能转换参数，热能转换参数为电热管3的输入功率与重量的比值。
热能转换参数K的计算公式如下，
K=P/G；
其中，P为电热管3的输入功率，单位为w；G为电热管3的重量，单位为g。
通过热能转换参数对电热管3进行评价，热能转换参数小于0.7则电热管3合格，且热能转换参数越小，电热管3的热能转换效率越高。
对电热管3的重量侧检测，可以在测温点温度检测和输入功率检测之前进行，也可以在测温度温度检测和功率检测之后进行。
如图2~3所示：本电热管热能转换效率测试方法还包括，根据热能转换参数对电热管3的外形设计，使电热管3的截面由上至下逐渐变窄。
电热管3合围成圆环形，且电热管3的端部向下弯折，既能够避免对电热管3与均热盘之间的焊接造成妨碍，又方便电热管3的接线，电热管3为铝管。电热丝6设置在电热管3内，在电热管3内填充有氧化镁粉5，氧化镁粉5的导热性好，且具有良好的绝缘性能。
电热管3的顶部水平，电热管3的顶部两侧均为由上至下逐渐向内的倾斜状，使电热管3的中部为由上至下逐渐变窄的锥形，电热管3的底部为中部下凸的圆弧形，且电热管3的底部两侧分别与中部的对应侧相切，电热丝6与电热管3的底部同轴设置。
根据热能转换参数，电热丝6与电热管3的管壁的温差越小，热能转换参数越小，电热丝6的寿命越长，且热能转换效率越高，因此在设计电热管3时，要使电热丝6传递给电热管3的热量快速传递出去，同时又要保证氧化镁粉5的合理厚度，保证电热管3的电气绝缘性能。
下表为不同规格的电热管检测的试验数据：
发明人对上表中的13组电热管3分别通220V交流电并进行寿命检测，其中1~11组对应的电热管3在持续通电3000h后仍稳定的工作，而12和13组对应的电热管3的寿命远低于3000h。上表中第11组所对应的电热管即为本实施例中确定的截面形状的电热管3。
通过上述实验可以得出，在电热管3的型号一定的条件下，当热能转换参数小于0.7时，输入功率小，此时电热管3的管壁与电热丝6的温差小，此时电热管3的热能转换效率高，且电热丝6的使用寿命长，即电热管3的使用寿命长。而在电热管3的型号一定的条件下，当热能转换参数大于0.7时，即电热管3内的氧化镁粉的量多，此时电热丝6的热量传递至电热管3的速度慢，即电热丝6与电热管3管壁的温差大，此时电热管3的热能转换效率低，且电热丝6很容易烧断，电热丝6的使用寿命短，即电热管3的使用寿命短。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.一种电热管热能转换效率测试方法，其特征在于：包括如下步骤：
测量电热管（3）的重量；
在电热管（3）两端输入电压，同时对电热管（3）上多个测温点的温度进行检测；
调整输入电压，使电热管（3）上温度最高的测温点的温度稳定在测试温度，并记录此时的输入功率；
计算电热管的热能转换参数，热能转换参数为电热管（3）的输入功率与重量的比值；
通过热能转换参数对电热管（3）进行评价，热能转换参数小于0.7则电热管（3）合格，且热能转换参数越小，电热管（3）的热能转换效率越高。
2.根据权利要求1所述的电热管热能转换效率测试方法，其特征在于：采用电子秤测量所述电热管（3）的重量。
3.根据权利要求1所述的电热管热能转换效率测试方法，其特征在于：所述的测试温度为300℃。
4.根据权利要求1所述的电热管热能转换效率测试方法，其特征在于：对所述的电热管（3）上的五个测温点的温度进行检测，且五个测温点沿电热管（3）间隔均布。
5.根据权利要求1或4所述的电热管热能转换效率测试方法，其特征在于：所述的电热管（3）放置在隔热板（2）上，通过温度探头（4）对所述的电热管（3）的测温点的温度进行检测。
6.根据权利要求5所述的电热管热能转换效率测试方法，其特征在于：所述的隔热板（2）为岩棉，隔热板（2）的底部设置有放置板（1），隔热板（2）的厚度为10mm。
7.根据权利要求1所述的电热管热能转换效率测试方法，其特征在于：所述方法还包括，根据热能转换参数对电热管（3）的外形设计，使电热管（3）的截面由上至下逐渐变窄。
8.根据权利要求7所述的电热管热能转换效率测试方法，其特征在于：所述的电热管（3）的顶部水平设置，底部为中部下凸的圆弧形。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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