Файл: Шустов, В. А. Применение электронагрева в сельском хозяйстве.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 31.10.2024
Просмотров: 111
Скачиваний: 0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 1 |
|
"Нагрузки, А, соответствующие |
расчетным |
температурам нагрева |
||||||||
нихромовой |
проволоки |
круглого сечения, подвешенной |
|
|||||||
|
горизонтально |
в спокойном |
воздухе |
|
|
|||||
|
|
|
|
Нагрузки, А, при температуре нагрева |
|
|||||
Диаметр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
проволоки, |
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
ым |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
5,00 |
19,6000 |
52,00 |
83,00 |
105,00 124,00 |
146,00 |
173,00 |
206,00 |
|||
4,00 |
12,6000 |
37,00 |
60,00 |
80,00 |
93,00 |
110,00 |
129,00 |
151,00 |
||
3,00 |
7,0700 22;30 37,50 |
54,50 |
'64,00 |
77,00 |
88,00 |
102,00 |
||||
2,50 |
4,9100 |
16,60 |
27,50 |
40,00 |
46,60 |
57,50 |
66,50 |
73,00 |
||
2,00 |
3,1400 |
11,70 |
19,60 |
28,70 |
33,80 |
39,50 |
47,00 |
51,00 |
||
1,80 |
2,5400 |
10,00 |
16,90 |
24,90 |
29,00 |
33,10 |
39,00 |
43,20 |
||
1,60 |
2,0100 |
8,60 |
14,40 |
21,00 |
24,50 |
28,00 |
32,90 |
36,00 |
||
1,50 |
1,7700 |
7,90 |
13,20 |
19,20 |
22,40 |
25,70 |
30,00 |
33,00 |
||
1,40 |
1,5400 |
7,25 |
12,00 |
17,40 |
20,00 |
23,30 |
27,00 |
30,00 |
||
1,30 |
1,3300 |
6,60 |
10,90 |
15,60 |
17,80 |
21,00 |
24,40 |
27,00 |
||
1,20 |
1,1300 |
6,00 |
9,80 |
14,00 |
15,80 |
18,70 |
21,60 |
24,30 |
||
1,10 |
0,9500 |
5,40 |
8,70 |
12,40 |
13,90 |
16,50 |
19,10 |
21,50 |
||
1,00 |
0,7850 |
4,85 |
7,70 |
10,80 |
12,10 |
14.30- |
16,80 |
19,20 |
||
0,90 |
0,6360 |
4,25 |
6,70 |
9,35 |
10,45 |
12,30 |
14,50 |
16,50 |
||
0,80 |
0,5030 |
3,70 |
5,70 |
8,15 |
9,15 |
10,80 |
12,30 |
14,00 |
||
0,75 |
0,4420 |
3,40 |
5.30 |
7,55 |
8,40 |
9,95 |
11,25 |
12,85 |
||
0,70 |
0,3850 |
3,10 |
4,80 |
6,95 |
7,80 |
9,10 |
10,30 |
11,80 |
||
-0,65 |
0,3320 |
2,82 |
4,40 |
6,30 |
7,15 |
8,25 |
9,30 |
10,75 |
||
0,60 |
0,2830 |
2,52 |
4,00 |
5,70 |
6,50 |
7,50 |
8,5Э |
9,70 |
||
0,55 |
0,2380 |
2,25 |
3,55 |
5,10 |
5,80 |
6,75 |
7,60 |
8,70 |
||
0,50 |
0,1960 |
2,00 |
3,15 |
4,50 |
5,20 |
5,90 |
6,75 |
7,70 |
||
0,45 |
0,1590 |
1,74 |
2,75 |
3,90 |
4,45 |
5,20 |
5,85 |
6,75 |
||
0,40 |
0,1260 |
1,50 |
2,34 |
3,30 |
3,85 |
4,40 |
5,00 |
5,70 |
||
0.35 |
0,0960 |
1,27 |
1,95 |
2,76 |
3,30 |
3,75 |
4,15 |
4,75 |
||
0,30 |
0,0850 |
1,05 |
1,63 |
2,27 |
2,70 |
3,05 |
3,40 |
3,85 |
||
0,25 |
0,0490 |
0,84 |
1,33 |
1,83 |
2,15 |
2,40 |
2,70 |
3,10 |
||
0.20 |
0,0314 |
0,65 |
1,03 |
1,40 |
1,65 |
1,82 |
2,00 |
2,30 |
||
0,15 |
0,0177 |
0,46 |
0,74 |
0,99 |
1,15 |
1,28 |
1,40 |
1,62 |
||
0,10 |
0,0079 |
0,10 |
0,47 |
0.63 |
0,72 |
0,80 |
0,90 |
1,00 |
||
откуда
и*
Сечение нагревательного провода
где П — периметр круглого нагревательного провода, см;
8
р — удельная мощность нагревательного прибора, Вт/см2 ;
I — длина нагревательного провода, см:
Так к а к - ^ - |
^ |
, |
то |
US= ^ . |
|
|
|
||
|
pus |
|
р |
|
рт |
|
|
|
|
Но nS= |
М |
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
4 ' |
|
|
|
|
тогда диаметр круглой нагревательной проволоки |
|
||||||||
|
|
|
|
rf=f/"3£Ll. |
• |
(14). |
|||
|
|
|
|
|
У |
Tt'pU- |
|
|
|
Периметр |
сечения |
ленты П = 2 ( а + 6 ) = {2а-\-2ат) |
= |
||||||
= 2 а ( 1 + т ) |
(см), |
|
|
|
|
|
|
||
где Ь — высота |
ленты, см; |
|
|
|
|||||
а — толщина |
ленты, см; |
|
|
|
|||||
m—отношение высоты к толщине ленты. |
|
|
|||||||
Отсюда сечение ленты (см2 ) |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
S=ab=a2m, |
|
|
|
||
тогда |
П 5 = 2 а 3 о т ( 1 + т ) с м 3 . |
|
|
|
|||||
Откуда |
окончательно |
|
2m(\+m)U>p |
(15) |
|||||
|
|
|
|
? |
Г |
|
|||
При выборе |
|
|
|
учитывать |
усло |
||||
сечения |
провода следует |
||||||||
вия монтажа провода и условия среды. |
|
|
|
||||||
Если |
действительная |
температура |
поверхности |
на |
|||||
гревательного провода tK задана, то расчетную темпе ратуру провода для выбора его сечения по таблице оп ределяют по формуле
^ р а с ч = ^ м ^ с ^ д ) |
(16) |
где kM — коэффициент, учитывающий у х у д ш е н и е ох лаждения провода.
Для проволоки, свитой в спираль, на воздухе . |
. . v £ м =0,8—0,9 |
||
» |
» |
натянутой на керамику |
йм =0,6—0,7 |
»» нагревательных плиток и некоторых
трубчатые водонагревателей |
£„=0,5—0,6 |
>» лабораторных печей, а также электро
обогревателей почвы, пола . . . . . . . . Аи =0,3—0,4
Меньшие значения kK берут для меньших диаметров проволоки, большие — для больших;
|
kc — коэффициент, учитывающий |
у л у ч ш е н и е ох |
||||
лаждения |
провода. |
|
|
|
|
|
Для |
проволоки в воздушном |
потоке . . . , |
&с=1,1—1,5 |
|||
» |
» |
в спокойной |
воде |
|
Ас =2,5 |
|
» |
» |
в потоке |
воды |
|
£с ==3,0—3,5 |
|
|
Действительная |
температура |
провода |
|||
|
|
|
^ = |
: ^ f < w |
. ' |
(17) |
Максимально допустимая температура нагрева нихромовой проволоки 1000—1100° С.
Типы нагревательных установок (элементных, электродных, индукционных) и их характеристики
Элементный (косвенный) нагрев в сельском хозяйстве наиболее распространен. Если при открытом типе на гревательного прибора температура нагревательного провода равна температуре поверхности прибора, то при закрытом или герметическом типе нагревателей темпе ратура провода будет выше температуры поверхности прибора.
Практически следует величину превышения темпера туры элемента над поверхностной температурой прини мать в пределах от 50 до 125° С.
ная |
Пример. Для закрытой нагревательной плитки принята удель |
|||||||||
мощность р = 4 , 0 |
Вт/см2 . Перепад |
температуры |
в слое |
слюды |
||||||
и чугуна будет зависеть от величины р, |
от толщины их слоя сг и |
|||||||||
от их коэффициента теплопроводности %. |
|
|
|
|||||||
Для |
слоя |
слюды |
РН |
4,0-10'.0,25 |
Л Г 1 П П „ |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Д 7 \ = — |
= • — |
• — =22,3°С, |
|
|
|||
|
|
|
1 |
Хг |
|
0,45-101 |
' ' |
|
|
|
где |
о,=0,25 мм; ^=0,45 |
Вт/м-в С. |
|
|
|
|
||||
Для |
чугуна |
dc, |
4,0-10^1,0 |
|
„ |
• 1 |
|
|||
|
|
|
A 7 Y = — = |
— |
— = |
0,0°С, |
|
|
||
|
|
|
3 |
Х2 |
40-10* . |
|
|
|
|
|
где |
ст2=1 |
см; Я,2 =40 |
Вт/м-°С. |
|
|
|
|
|
||
|
Полный перепад температуры, таким образом, составит 32,3° С. |
|||||||||
Однако |
учитывая неплотность |
тепловых |
контактов, |
перепад |
темпе |
|||||
ратуры |
нужно принять-50° С. |
|
|
|
|
|
||||
10
Если |
нагревательный |
провод |
выбирают |
по |
таблице |
||
с учетом |
коэффициентов |
& м |
и |
кс, |
то указанного |
превы |
|
шения (50—125° С) делать |
не |
следует, так |
как |
назван |
|||
ные коэффициенты учитывают все перепады темпе ратур.
При поверхностной |
температуре |
закрытой |
плитки |
||
400° С допустимую для |
этого случая нагрузку нихромо- |
||||
вой спирали (при &м=0,5 и А с = 1 ) |
берут по таблице не |
||||
в столбце |
«400° С», а |
в |
столбце «200° С». |
|
|
Расчет |
трубчатых |
электронагревателей (ТЭН). |
Наи |
||
более совершенной формой герметического электрона гревателя является трубчатый. Последний представляет собой металлическую трубку, внутри которой в кварце вом песке или в плавленой окиси магния находится спи раль из нихромовой проволоки.
Трубчатый электронагревательный элемент может быть согнут в любую форму в холодном состоянии' пос ле отжига трубки. Такие электронагреватели применяют для нагрева воздуха, воды и т. д. Их ценность заключа ется в том, что нагревательные элементы не соприка саются с нагреваемым телом (вода, парниковая земля и т. п.). Чтобы рассчитать ТЭН, необходимо знать его потребляемую электрическую мощность, напряжение электрической сети, допустимую удельную нагрузку р
(Вт/см2 ) активной |
поверхности нагревателя, условия |
ра |
|||
боты ТЭН и рабочую температуру его поверхности. |
|
||||
Потребляемая электрическая мощность одного |
ТЭН |
||||
|
|
P^izDLjf, |
|
(18) |
|
где D — наружный |
диаметр трубки, |
см;: • |
|
||
L a — длина активной |
части трубки после опрессов- |
||||
ки, |
см; |
|
|
|
|
р — удельная |
нагрузка активной поверхности ТЭН, |
||||
Вт/см2 . |
|
|
|
|
|
Величины |
удельных |
нагрузок |
электронагревателей |
||
при различных условиях его работы приведены в таб
лице 2. |
- |
Температуру на поверхности трубки электроподогре |
|
вателя в зависимости |
от удельной нагрузки (Вт/см2 ) и |
скорости движения воздуха, омывающего ТЭН, находят по кривым рисунка 1.
Длина активной части трубки после опрессовки: "
И