В
практических расчетах часто применяют приближенные методы
расчета нагревателей, основанные на использовании экспериментальных
данных (в виде таблиц или графических зависимостей), которые отражают
связь между силой тока нагрузки, температурой, размерами сечения и
диаметром. Графические зависимости или табличные данные получены для
определенных (стандартных) условий, когда проволока натянута
горизонтально в спокойном воздухе при температуре 293 К. Действительную температуру поверхности приводят к расчетной …

В практических расчетах часто применяют приближенные методы расчета нагревателей, основанные на использовании экспериментальных данных (в виде таблиц или графических зависимостей), которые отражают связь между силой тока нагрузки (Iн), температурой, размерами сечения и диаметром. Графические зависимости или табличные данные получены для определенных (стандартных) условий, когда проволока натянута горизонтально в спокойном воздухе при температуре 293 К.

Действительную температуру Тд поверхности приводят к расчетной Тр (табличной) при помощи коэффициентов монтажа и среды:

где kм и kc — коэффициенты монтажа и среды. Для стандартных условий kM = kc = 1.

Коэффициент монтажа учитывает ухудшение теплоотдачи в реальном нагревателе по сравнению со стандартными условиями, в которых получены табличные данные (kм 1). Для проволочной спирали в неподвижном воздухе kм = 0,8…0,9, для спирали на изоляционном каркасе (стержне) kм = 0,7, для спирали или провода в ТЭН, электрообогреваемом полу, почве, панели kм = 0,3…0,4.

Коэффициент среды учитывает улучшение теплоотдачи по сравнению со стандартными условиями за счет воздействия нагреваемой среды (kc 1). Для проволочной спирали, проволоки в подвижном воздухе kc = 1,1…4,0, для нагревателей защищенного и герметического исполнения в неподвижной воде kc =2,5, для нагревателей в подвижной воде kc = 2,8…3. Значения kc и kм для других условий работы приведены в справочной литературе.

Допустимые нагрузки на нихромовую проволоку, подвешенную горизонтально в спокойном воздухе при расчетной температуре

Действительная температура сопротивления (проволоки) в нагревателях открытого исполнения определяется технологическими условиями нагреваемой среды. Если температура теплоотдающей поверхности нагревателя не ограничивается нагреваемой средой, то действительную температуру нагревательного сопротивления принимают из условия Тд Тmax (Тmax — максимально допустимая температура нагревателя (проволоки)).

По принятой схеме соединения нагревателей силу тока одного нагревателя определяют по формуле

где Рф — фазная мощность ЭТУ, Вт, Uф — фазное напряжение сети, В, Nc—число параллельных ветвей (нагревателей) на одну фазу.

В соответствии с Тр и Iн по справочным таблицам определяют площадь сечения и диаметр.

Необходимую длину, м, нагревательной проволоки на одну секцию (нагреватель) находят по выражению

где т — удельное электрическое сопротивление проволоки при действительной температуре, Ом-м.

Практический интерес представляют методы расчета, используемые на специализированных предприятиях при изготовлении нагревателей герметического исполнения (ТЭН). Исходными данными для расчета ТЭН являются:

• номинальная мощность

• напряжение нагревателя,

• активная длина его оболочки

• нагреваемая среда.

Параметры оболочки ТЭН

Спираль для ТЭН рассчитывают в такой последовательности:

1. В соответствии с номинальной мощностью и развернутой длиной по справочной таблице выбирают необходимую активную поверхность нагревателя и определяют удельный поверхностный тепловой поток, Вт/см2, на наружной поверхности оболочки нагревателя:

Расчетный тепловой поток не должен превышать предельно допустимого значения, т.е. Фа Фа.доп.

2. Предварительно определяют диаметр, мм, нагрева

10.12.2016 Без рубрики Нет комментариев