Что такое ТЭН?
Расшифровка аббревиатуры ТЭН – трубчатый электронагреватель. Это нагревательный элемент, состоящий из спирали, на которую подается напряжение, изолятора и корпуса. Устройство обладает высокой мощностью и КПД, позволяя осуществлять быстрый нагрев жидких, газообразных и твердых сред. Применяется как конструктивный элемент в промышленных печах, водонагревателях, климатической технике, производственном оборудовании и многих других сферах.
Преимущества ТЭНов
- мощность;
- производительность;
- КПД;
- универсальность;
- срок службы.
История изобретения ТЭНа
История создания ТЭНа началась еще в позапрошлом веке. А научной предпосылкой стали многочисленные опыты, на основе которых были определены ключевые свойства электрической энергии и законы, которым она подчиняется. По-настоящему революционным было открытие об эквивалентности механической работы и тепловой энергии. Закон сохранения и превращения энергии позволил объяснить результаты многих экспериментов, став основой для многочисленных открытий.
Джеймс Джоуль внес неоценимый вклад в науку. Уже первые его труды и исследования были связаны с превращаемостью физических сил. В 1838 году он, будучи всего 19 лет от роду, создал первый в мире электромагнитный двигатель, а впоследствии совершил еще множество теоретических и практических открытий.
Проводя свои опыты с гальваникой, Джоуль пытался найти ответ на вопрос о том, как влияет на нагрев проводника электрический ток и химическая реакция. Так и был открыт закон, который сейчас носит название закона Джоуля — Ленца. Он гласит о том, что количество тепла, выделяемого проводником при протекании электрического тока, пропорционально сопротивлению материала и силе тока в квадрате.
История создания ТЭН официально началась 20 сентября 1859 года, когда изобретатель из США Джордж Б. Симпсон получил патент на новое устройство, представлявшее собой спираль, помещенную в трубку. Однако почти 50 лет после открытия никакой практической пользы оно не имело.
Практическое применение ТЭНа
Современная история создания ТЭНа началась в XX веке. В начале первого десятилетия в США был создан новый тип сплава — нихром, который на 80% состоял из никеля и 20% хрома соответственно. Материал обладал стойкостью к коррозии и окислению, имел высокое удельное сопротивление. Трубчатые электрические нагреватели, принципиальная конструкция которых не изменилась с момента создания, вновь заинтересовали инженеров.
Уже в 1885 году была выпушена первая в мире посудомоечная машина, нагрев внутри которой осуществлялся с помощью ТЭНа. Со временем бытовые приборы с ТЭНом в качестве основного нагревательного элемента стали производиться повсеместно.
В 1918 г. Ф. Берри получил патент электронагревателя General Electric Co. Конструкция представляла собой металлическую трубку, с находящейся в ней спиралью нагрева. Внутреннее пространство было заполнено специальным порошком, игравшим роль изоляции и фиксировавшим положение спирали. Это позволило получить гибкость конструкции, с равномерным распределением тепла и отсутствием угрозы возникновения коротких замыканий.
В последствии появились другие патенты на изобретение, большинство из которых ограничивало возможность выпуска ТЭН территорией США. Экспансия в Европу и весь остальной мир состоялась уже после окончания Второй мировой войны. С тех пор трубчатые электрические нагреватели стали использоваться повсеместно, играя важную роль во многих технологических процессах, используясь в промышленных установках, а также самой разнообразной технике. Есть множество вариантов исполнений, которые классифицируются по материалам изготовления и области применения, рабочим характеристикам и средам нагрева.
Современная конструкция трубчатых электронагревателей
Современная конструкция нагревателей лишь немногим отличается от первоначального образца. Ключевыми стали использование нихрома и других специальных сплавов, а также применение диэлектрических изоляторов и спрессованных наполнителей.
Типовая конструкция включает:
- корпус из металлического сплава;
- спираль;
- контактный стержень в заделке;
- изолятор;
- наполнитель;
- герметизирующий узел.
Выпускаются трубчатые электронагреватели рядом отечественных и зарубежных производителей. Основные требования к ним, конструктивные размеры и типовые исполнения, указаны в соответствующей нормативно-технической документации.
Итоги
Трубчатый нагревательный элемент (ТЭН) изобрели почти два столетия назад. Первый патент на ТЭН был получен еще в 1859 году, однако свое развитие изобретение получило лишь в ХХ веке, после изобретения сплава нихрома. Благодаря нагревателям трубчатого типа было придумано множество видов промышленного оборудования и бытовой техники, без которых сегодня невозможно представить нашу жизнь.
__________________________________________________________
Материал взят с официального сайта производственной компании «Марион» https://elektroteni.ru/
