Приблизителни методи за изчисляване на нагревателите

В практическите изчисления те често използват приблизителни методи за изчисляване на нагревателитевъз основа на използването на експериментални данни (под формата на таблици или графични зависимости), които отразяват връзката между тока на натоварване (In), температурата, размерите на напречното сечение и диаметъра. Графични зависимости или таблични данни се получават за определени (стандартни) условия, когато телта е опъната хоризонтално в спокоен въздух при температура 293 K.

Действителната температура Td на повърхността се довежда до изчислената Tp (таблична), като се използват коефициентите на инсталация и средата:

където km и kc са инсталационни фактори и фактори на околната среда. За стандартни условия kM = kc = 1.

Инсталационният фактор взема предвид влошаването на топлопредаването в истински нагревател в сравнение със стандартните условия, при които са получени табличните данни (km ≤ 1). За телена спирала в неподвижен въздух km = 0,8 … 0,9, за спирала върху изолационна рамка (пръчка) km = 0,7, за спирала или тел в нагревателен елемент, електрически отопляем под, почва, панел km = 0,3 … 0,4.

Факторът на средата отчита подобряването на топлопредаването в сравнение със стандартните условия поради ефекта на нагрятата среда (kc ≥1). За телена спирала, тел в движещ се въздух kc = 1,1 … 4,0, за нагреватели със защитен и запечатан дизайн в неподвижна вода kc = 2,5, за нагреватели в подвижна вода kc = 2,8 … 3. Стойностите на kc и km за други условия на работа са дадени в справочната литература.

Допустими натоварвания върху нихромова тел, окачени хоризонтално в спокоен въздух при проектна температура

Действителната температура на съпротивлението (проводник) в нагреватели от отворен тип се определя от технологичните условия на нагрятата среда. Ако температурата на топлопреносната повърхност на нагревателя не е ограничена от нагрятата среда, тогава действителната температура на отоплителното съпротивление се взема от условието Td ≤ Tmax (Tmax е максимално допустимата температура на нагревателя (проводник)) .

Съгласно приетата схема за свързване на нагревателите, силата на тока на един нагревател се определя по формулата

където Рф е фазовата мощност на ETU, W, Uph е фазовото напрежение на мрежата, V, Nc е броят на паралелните разклонения (нагреватели) на фаза.

В съответствие с Tr и In, площта на напречното сечение и диаметърът се определят от справочните таблици.

Необходимата дължина, m, на нагревателния проводник на сечение (нагревател) се намира чрез израза

където ρt е електрическото съпротивление на проводника при действителната температура, Ohm-m.

Практически интерес представляват изчислителни методи, използвани в специализирани предприятия при производството на херметически затворени нагреватели (TEN)… Първоначалните данни за изчисляване на нагревателния елемент са:

• оценена сила

• напрежение на нагревателя,

• активна дължина на черупката му

• нагрята среда.

TEN параметри на черупката

Спирала за нагревателни елементи се изчислява в следната последователност:

1. В съответствие с номиналната мощност и разгънатата дължина съгласно справочната таблица, изберете необходимата активна повърхност на нагревателя и определете специфичния повърхностен топлинен поток, W / cm2, върху външната повърхност на корпуса на нагревателя:

Изчисленият топлинен поток не трябва да надвишава максимално допустимата стойност, т.е. Fa ≤ Fa.dop.

2. Предварително определете диаметъра, мм, на отоплителното съпротивление (проводник)

където Фа.доп.пр — допустим специфичен топлинен поток върху повърхността на проводника, W / cm2. Стойността на FA add.pr се взема съгласно референтната таблица, в зависимост от работната среда и характера на отоплението.
Според справочниците се открива най -близкият диаметър на проводника, по -голям по отношение на асортимента.

Допустим специфичен топлинен поток върху повърхността на нагревателя и проводника

Параметри на нихромен проводник (Х15Р60)

3. Номинално съпротивление, Ом, спирали при работна температура

4. Номинално съпротивление, Ом, спирали при 293 K

5. Съпротивление на бобината за навиване

където kos е коефициент, който отчита промяната в съпротивлението на проводника в резултат на пресоване по метода на обшивката.

6. Активна дължина, m, нагревателен проводник

където Rl е електрическото съпротивление на 1 m жица, Ohm / m

7. Действителен специфичен топлинен поток, W / cm2, върху повърхността на нагревателния проводник

където Al е повърхността на 1 m нагревателна жица, cm2 / m.

Ако Fa.pr> Fa.dop.pr, тогава е необходимо да се увеличи диаметърът на проводника.

8. Активният брой завои на спиралата

където lw е дължината на спираловидния завой, мм.

9. Общият брой завъртания на спиралата, като се вземе предвид необходимата намотка по краищата на контактните пръти в размер на 10 завъртания за края на пръта

10. Стъпка на спиралата, мм, преди обшивката

където lad е активната дължина на нагревателя преди корпуса, mm.

Изчислената стойност на lsh се проверява според условията:

11. Обща дължина на спиралата