1、电阻发热原理
不锈钢发热管的核心工作原理是基于焦耳定律,即电流通过导体会产生热量。不锈钢发热管一般是将高电阻的合金电热丝(如镍铬合金丝)放置在不锈钢管内。当电流通过电热丝时,根据焦耳定律(其中是热量,是电流强度,是电阻,是时间),由于电热丝具有较高的电阻,就会产生大量的热量。例如,在一个简单的电热水器中,当电流通过不锈钢发热管内的电热丝时,在短时间内就能使发热管表面温度升高。

不锈钢管在这里起到保护和导热的作用。一方面,它保护内部的电热丝免受外界环境(如水、空气等)的侵蚀和机械损伤;另一方面,它能够将电热丝产生的热量传导出去。因为不锈钢具有良好的导热性,热量能够迅速从电热丝传递到不锈钢管表面,再传递到被加热的介质(如水、空气等)中。
2、热传递过程
传导:在不锈钢发热管内部,热量从电热丝传导至不锈钢管内壁。这个过程主要依靠金属原子之间的碰撞来传递能量。由于不锈钢的导热系数相对较高,热量能够有效地在发热管内部传递。例如,在热得快(一种简单的液体加热器具)中,发热管内部的热量快速传导到管壁,使管壁温度升高。
对流:当发热管用于加热液体(如水)或气体时,热量从发热管表面传递到液体或气体中主要通过对流方式。对于液体加热,当发热管表面温度高于液体温度时,靠近发热管的液体受热膨胀,密度变小而上升,周围较冷的液体则会补充过来,形成对流循环。在空气加热设备(如暖风机)中,发热管加热周围的空气,热空气上升,冷空气下降,也形成对流,从而使整个空间的空气温度升高。
辐射(在一定程度上):虽然不锈钢发热管主要的热传递方式是传导和对流,但在一定程度上也存在热辐射。热辐射是物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。发热管表面温度较高,会向外辐射红外线等电磁波。不过,在一般的加热应用中,与传导和对流相比,热辐射所占的比例相对较小,但在一些特殊的场合(如红外加热干燥等),热辐射也能起到重要的作用。