![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Расчет электронагревателей
Для выполнения расчета электронагревателя надо знать его мощность, допустимую удельную мощность на поверхности трубки тэна, номинальное напряжение, рабочую температуру и среду, в которой будет работать нагреватель.
Мощность оборудования определяется на основании теплового расчета:
где Q – максимальное тепло, подводимое к аппарату за время разогрева QI или стационарного режима QII (определяется из теплового баланса), Дж; t – время разогрева или стационарного режима, с. Если Q I или QII имеет размерность кДж/ч, то t = 3600 с.
Мощность одного тэна Рэ определяется по формуле:
где п – количество тэнов в аппарате, обусловленное назначением аппарата и схемой регулирования нагрева. Мощность одного ТЭНа в тепловом оборудовании общественного питания обычно не превышает 3…4 кВт. При расчете важно правильно выбрать диаметр проволоки. При завышении его потребуется большая длина проволоки, что вызовет перерасход дорогостоящего материала и увеличение габаритов нагревателя, при занижении диаметра – спираль быстрее перегорит. Для выполнения расчета по таблице 3.1. выбираем допустимую удельную мощность W на поверхности трубки тэна в зависимости от рабочей среды. Таблица 3.1 Рекомендуемые значения удельной мощности ТЭНов
По чертежу «Схема расположения электронагревателей» определяют полную длину электронагревателя Lполн, а затем активную длину после опрессовки La: где Ln – длина пассивных концов трубки ТЭНа; принимается в пределах 0, 04-0, 05 м. Длина активной части тэна до опрессовки Lа1 составляет:
где g – коэффициент удлинения трубки после опрессовки; принимается равным 1, 15. По известному значению La1 определяют диаметр трубки корпуса тэна D:
Диаметр трубки ТЭНа для теплового оборудования обычно имеет значения в пределах 8…20 мм. Если по расчету значение D оказалось меньше 8 мм, то его необходимо увеличить до указанных значений. Если D оказался больше 20 мм, то необходимо изменить форму ТЭНа с целью увеличения его длины. Выбранное значение D необходимо согласовать с преподавателем. Электрическое сопротивление проволоки ТЭНа после опрессовки составляет
где U – напряжение сети, U = 220 В. Сопротивление проволоки ТЭНа до опрессовки составляет Ro=R∙ ar, (3.7) где ar.– коэффициент изменения электрического сопротивления проволоки в результате опрессовки; принимается равным 1, 3. Зная Ro, можно вычислить диаметр и длинупроволоки спирали, пользуясь известными зависимостями:
где d – диаметр проволоки, м; принимается в пределах от 0, 0004 до 0, 001 м; S – сечение проволоки, м2; L – длина проволоки спирали (активная), м. Длина проволоки ТЭНа согласно формуле 3.8 будет равна:
где d – принятый диаметр проволоки, м; ρ – удельное сопротивление проволокипри рабочей температуре, определяемое по формуле, Ом× м2: r= ρ 20 [1+а(t–20)], (3.10) где ρ 20 – удельное сопротивление проволоки при 20 °С; по таблице 3.1.; а – температурный коэффициент сопротивления; принимается t – максимальная (предельная) температура нагрева проволоки спирали.
Таблица 3.1 Характеристики электротехнических сплавов
Длина одного витка спирали в среднем составит l в=1, 07p(dст+d), м, (3.11) где 1, 07 – коэффициент, учитывающий пружинность спирали при навивке; dст – диаметр контактного стержня для навивки спирали.
Диаметр контактного стержня должен быть не менее 3 мм. Конкретное значение dст определяют исходя из обеспечения условий электроизоляции токоведущих частей ТЭНа с его корпусом. Толщина электроизоляционного слоя между поверхностью проволоки спирали, намотанной на контактный стержень, и внутренней стенкой корпуса ТЭНа должна быть не менее 3 мм.
Число витков спирали составит:
Расстояние между витками равняется:
Для нормального отвода тепла от спирали необходимо, чтобы расстояние между витками превышало диаметр проволоки спирали в два-три раза. Однако чем больше расстояние между витками, тем лучше условия работы спирали и тем она долговечнее. Преобразуя формулу 3.13, получим коэффициентшагаспирали
Потребное количество проволоки для одного элемента с учетом навивки на концы контактных стержней по 20 витков составит.
|