Файл: Кудрявцев И.Ф. Полупроводниковые пленочные электронагреватели в сельском хозяйстве.pdf

Скачать файл (6,75Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.07.2024

Просмотров: 105

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

вательного			элемента		по площади	нагрева, определяют
удельное сопротивление и состав пленки.
380 Пример			5. Рассчитать гальваническую ванну с пле
ночным	обогревом				емкостью 44	л.	Диаметр	ванны
мм,	высота			500	мм. Удельная	теплоемкость		элек
тролита 4,75 кДж/кг град, начальная температура								разо
грева 20°С,			конечная температура				электролита	80°С.
Время разопрев а 1 ч, тепловой «.п.д. в айны 0,87.
Расчет.		Мощность ванны
			р =	4,75-44(80 - 20)=		4	к В т >
					3600-1-0,87

Считаем, что нагревательные элементы на боковой поверхности ванны располагаются в виде 4 кольцевых

полос. Напряжение				питания	380/220		В. Схема		соедине
ния каждой нагревательной полосы в треугольник.
Удельную мощность пленочных нагревателей прини
маем равной 1,5 Вт/см2 .
Ширина одной полосы определяется как
		т =	•	4 - Ю 3	=	5,6	6 см.

			1,5-3,14-38-4.
Фактическая			удельная мощность				№ у д = 1,39		Вт/см2 .
Удельное		сопротивление			пленки		при	толщине h =
= 0,015 см
• р	Ж2-т-1г-п		=	9-3802-6-0,015.4			- п о	'
	=				-	=0,98		Ом-см.
	Pnd			4000-3,14-38
В	состав	пленки		вводим	ферросилиции			марки Си45,
а в качестве		добавки — ферросилиций Си75. Общее со
держание кремния в составе составляет 68%.
Величина добавки в составе
			79(75-68)
				7 5 - 4 5 -		2 / ' Ь в - 4 '
		PSl	=	79 — 27,6 =		51,4 в. ч.

Следовательно, имеем состав пленки в весовых ча стях: ферросилиций Си45 — 51,4; ферросилиций Си75 — 27,6; жидкое стекло — 9—12; вода — 12—9. Помол фер росилиция свежий.

Определим температуру пленочного нагревателя Толщину стенки корпуса принимаем Л с =0,8 мм,

коэффициент теплопроводности Я,к=46 Вт/м град, тол

щину изоляции /г„=0,6 мм, коэффициент	теплопровод
ности Л„ =0,74 Вт/м град, коэффициент	теплоотдачи

а в =300 Вт/м2 град.

Термическое сопротивление стенки ванны

1	, 0,08	,	0,06
Рт == 300 - Ю - 4	4 6 - Ю - 2 h		0,74-Ю-2
	:
=	8 6 с м 2 г р	а д
	Вт

Из формулы

№ = *" ~~Ьк (t„ = 8,6 • 1,5 • 0,87 + 80 = 91,2°С).

РтЛт

То есть перепад температур в стенке корпуса незна чительный.

Стеклоэмалевую изоляцию принимаем марки тита новая Т-1 белая. Ванна заземлена, и напряжение между пленочным нагревателем и корпусом составляет 220 В. При толщине покрытия 0,5 мм напряженность электри ческого поля

Р	220	В . _.	.__ В
Е = — — = 440		< £ д о п =	450 .
	0,5	мм	мм

При двухпозиционном регулировании температуры электролита после разогрева ванны три верхние полосы отключают, оставляя нижний нагревательный элемент мощностью 1 кВт. Общий вид ванны показан на рис. 19.

Пример 6. Рассчитать кольцевые пленочные нагрева тели для одноместной пресс-формы ПФ-529 (рис. 20). Исходные данные пресс-формы: размеры 230Х300Х Х340 мм. Полная поверхность составляет 3300 см2 . Прессуемый материал — наволочный пресс-порошок К-18-2 с удельной теплоемкостью 1,422 кДж./кг град, вес изделия 52 г, температура прессования 155°С, темпера тура окружающего воздуха 22°С, средняя - производи тельность 43 изделия в час. Предварительный подогрев материала не производится.

Данные для расчета			а у с л взяты из [5].'
Общий расход тепла
<ЭТ = 532 + 85 - Ю - 4 -3300(155 - 2 2 ) =						4252	кДж/ч.
Мощность нагревателей
	P =	i	^	= 1,18 кВт.
		3600
Принимаем ее на		15—20%			выше,	то	есть около
1400 Вт, в среднем по 700 Вт на матрицу и пуансон.
Площадь	матрицы		Fu	=3,14 • 19,0 • 4 = 241 см2 .
Площадь	пуансона		Fn	=3,14 • 17,5 • 4 = 221 см2 .
Удельная	поверхностная мощность					матрицы
	^ У Я . М =		- ^ Г Г = 2		> 9 Вт/см2 ,

241

пуансона

T V „ = - M - = 3 , 1 2 В т / ™ 2 -

При толщине пленки /г = 0,015 см и напряжении 220 В удельное сопротивление пленочного нагревателя матри цы

р, =	2202-0,015	=	п „ „
р, =		=	0,7	Ом-см,
	2.9-3.142 -192
а пуансона
р„ =	2202-0,015	=	П	7	7 „
р„ =	'	=	0,77		Ом-см.
	3,12-3,143-17,52

Удельное сопротивление нагревателей матрицы и пуансона принимаем 0,75 Ом-см. Это сопротивление имеет ферросилициевая пленка с содержанием кремния, равным 55%. Принимаем ферросилиций марки Си45. Добавка ферросилиция марки Си75 составит

п	• 79(45 - 52)	, . .
Ри =	— =	18,4 в. ч.,
	4 5 - 7 5

6 Заказ 322

PXL = 79 - 18,4 = 60,6 в. ч.

Тогда состав пленки в весовых частях: ферросилиций Си45 — 60,6; Си75 — 18,4; жидкое стекло — 9—12; во да — 12—15.

Произведем проверку мощности нагревателей прессформы

матрицы

	=	220^4-0,015 =					^
		0,75-3,14-19
пуансона
		220М-0,015			^ 7		0 Q В т _
	0,75-3,14.17,5
Полная мощность Я = 640 + 700= 1340 Вт.
Учитывая высокую			температуру			нагрева,		принимаем
в качестве изоляции			стеклоэмаль			332 АН БССР с до
пустимой температурой нагревателя							до 350°С		при на
пряжении 220 В.
-Общий вид пресс-формы показан							на рис. 21, а пле
ночных нагревателей на рис. 22.
Пример	7. Определить техническую возможность пе
ревода парового пастеризатора				с вытеснительным бара
баном марки ОПМ-0,61 на пленочный обогрев.
Расчет.	Производительность				пастеризатора				опреде
ляется по удельной		мощности		и	площади			пленочного

нагревателя в соответствии с уравнением теплового ба ланса

		qvi(tK-t„)	= WyK-F	3,6-103 к В	т >
где	д — производительность			аппарата,	л/ч;
	с — теплоемкость молока, Дж/кг°С;
	tK	— температура пастеризации, °С;
	tIt	—• начальная	температура молока, °С;