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Aperçu – Conception et calcul des éléments chauffants

Aperçu – Conception et calcul des éléments chauffants

Pour fonctionner en tant qu’élément chauffant, la bande ou le fil doit résister au flux d’électricité. Définie comme la résistance d’une longueur unitaire de la section transversale unitaire, cette résistance convertit l’énergie électrique en chaleur en fonction de la résistivité électrique du métal. La résistance linéaire d’une longueur de bande ou de fil peut être calculée à partir de sa résistivité électrique.

Où :

ρ Résistivité électrique (micro-ohm.cm)
R Résistance de l’élément à 20 °C (ohms)
d Diamètre du fil (mm)
t Épaisseur de bande (mm)
b Largeur de bande (mm)
l Longueur de bande ou de fil (m)
a Section transversale de bande ou de fil (mm2)

Pour les fils ronds

For Round Wire

Pour les bandes

For Tape

For Tape

En tant qu’élément chauffant, une bande présente une surface importante et donc, une radiation thermique efficace plus importante dans un sens préférentiel, ce qui en fait un choix idéal pour les nombreuses applications industrielles telles que les bandes chauffantes, moulées par injection.

Parmi les importantes caractéristiques de ces alliages à résistance électrique, notons leur résistance à la chaleur et à la corrosion, qui est due à la formation de couches superficielles d’oxyde qui retardent toute autre réaction avec l’oxygène de l’air. Dans le choix de la température de fonctionnement de l’alliage, il faut tenir compte du matériau et de l’atmosphère avec lesquels il entre en contact. Étant donné le grand nombre d’applications différentes, de variables intervenant dans la conception des éléments et de conditions d’exploitation, les équations suivantes de conception des éléments ne sont données qu’à titre indicatif.

Résistance électrique à la température de fonctionnement

À de très rares exceptions près, la résistance d’un métal évolue avec la température, et doit être prise en compte dans la conception d’un élément. Le calcul de la résistance d’un élément se faisant à la température de fonctionnement, il faut donc établir la résistance de l’élément à la température ambiante. Pour obtenir la résistance de l’élément à la température ambiante, il faut diviser la résistance à la température de fonctionnement par le facteur de résistance thermique comme indiqué ci-dessous :

Où :

F = Facteur de résistance thermique
Rt = Résistance de l’élément à la température de fonctionnement (ohms)
R = Résistance de l’élément à 20 °C (ohms)

Temperature-Resistance Factor

Alliage Facteur de résistance thermique (F) à :
20°C 100°C 200°C 300°C 400°C 500°C 600°C 700°C 800°C 900°C 1000°C 1100°C 1200°C
RW80 1.00 1.006 1.015 1.028 1.045 1.065 1.068 1.057 1.051 1.052 1.062 1.071 1.080

 

Le RW45 varie peu au niveau de la résistance lorsque la température augmente, car son facteur de résistance thermique est de +0,00003/°C pour une plage 20 à 100 °C

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