Файл: Шустов, В. А. Применение электронагрева в сельском хозяйстве.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 31.10.2024

Просмотров: 115

Скачиваний: 0

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

Т а б л и ц а 2

Допустимые удельные нагрузки активной поверхности трубчатого нагревателя

 

 

 

 

 

 

Удельная

нагрузка,

 

 

 

 

 

 

Вт/си2

Условия нагрева

Материал

трубки

Наполнитель

>,

 

 

 

 

 

 

 

з

я й

 

 

 

 

 

 

 

* ь

 

 

 

 

 

 

S.S

•Оо. Со

 

 

 

 

 

 

с ч

Нагрев

воздуха:

Сталь, латунь

Кварцевый пе­ 0,9-1,2

1,8

 

 

Сталь

 

сок

 

1,2-1,8

2,3

в спокойной

 

Плавленая

 

 

окись

магния

 

 

воздушной

 

 

 

 

 

 

среде

Жароупорная

То же

 

2,3-5,0

6,0

 

 

 

 

 

сталь

 

 

 

 

 

в среде с дви­

IX18H9T

 

Кварцевый пе­ 5,0- 5,5

 

Сталь

 

6,0

жущимся воз­

 

 

сок

 

 

 

духом (при

 

 

 

 

 

 

скорости не

Сталь

жаро­

Окись

магния

5,0

6,0

менее 6 м/с)

 

 

упорная

 

 

 

 

Нагрев, кипение и

Красная

медь,

Кварцевый пе­

6,0-8,0

10,0

испарение воды

латунь, не­

сок

магния

6,0-10,0

15,0

 

 

ржавеющая

Окись

 

 

сталь

 

 

 

 

 

 

 

1Х18Н9Т

 

 

 

 

до

опрессовки

 

 

 

 

 

 

 

 

^ а 0 =

^ ,

 

 

(20)

 

 

 

 

If

 

 

 

где у — коэффициент

удлинения

трубки

при опрессовке

(может быть принят

равным 1,15).

 

Полная длина ТЭН

 

 

 

Z = Z a + 2 Z n .

,

(21)

Здесь L a — длина пассивного конца трубки после оп­ рессовки (может быть принята равной 7,5 см).

Электрическое сопротивление нагревателя (запрес­ сованной проволоки) после опрессовки

12


Р. Вт/см

6,0

Ч / л / ' /

\WJV. f У /

Г -

У / У \ v

Г V

12

3 ^ 5 6

/ДО' <?ДО

<&Я? 5^7 Ш

70S

 

Р, Вт/см г

 

 

 

 

а

 

 

 

Рис. 1. Кривые зависимости температуры трубчатого электронагре­

вателя

от удельной

нагрузки

и скорости движения воздуха:

о находящегося

в

спокойной

воздушной среде; б - п р и различной ско­

рости

воздуха,

омывающего электронагреватель. -

до опрессовки

 

R0=Raf,

(22)

где аг — коэффициент изменения сопротивления прово­ локи в результате опрессовки (может быть принят рав­ ным 1,3),

или

 

 

Q0=lL

= %L.

 

(23)

I

Длина проволоки до опрессовки

 

 

 

 

 

2 2 1 * 0 ,

 

 

( 2 4 )

 

 

 

4р .

 

 

 

где

р — удельное

сопротивление

нихромовой

проволоки,

 

р = 1,1 Ом-мм2 /м;

 

 

 

 

 

d — диаметр

провода,

мм.

 

 

 

Число витков

спирали

ТЭН

определяют

по формуле

 

 

п=

/1000

,

-

, п - .

 

 

 

(2о)

где / в — длина одного витка спирали; мм.

13


Расстояние между

витками ТЭН

 

 

 

а-

LAO—nd

(26)-

Коэффициент шага

спирали ТЭН или плотность на­

вивки спирали

 

d±a_ _

 

 

 

k-.

( 2 7 )

Шаг витка проволочкой спирали ТЭН

 

 

 

n=kd.

(28)

Наилучшим

следует считать шаг, равный не менее чем

двукратному

диаметру

проволоки.

 

В таблицах 3 и 4

приведены технические

данные

трубчатых электронагревателей для нагрева воздуха и воды.

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 3

Технические данные ТЭН для нагрева

воздуха

до

+360° С при

 

 

номинальном

напряжении 220 в

 

 

 

 

3

 

 

 

 

Ннхромовая

 

 

 

 

 

 

проволока

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

я

 

 

 

53 СО

 

 

 

 

•5 н

 

 

 

 

 

 

 

 

а я

 

| а- н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Po

 

l i s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-С в

 

 

 

 

 

 

 

ТЭН-01

0,57

2,59

84,9

1710

0,97

0,4

13,00

1,98

ТЭН-02

0,40

1,81

121,5

900

1,16

0,3

10,36

0,80

ТЭН-05

0,40

1,81

121,5

1320

0,77

0,3

10,38

0,95

ТЭН-07

0,45

2,04

107,8

1820

0,68

0.4

17,20

1,98

ТЭН-13

0,60

2,72

80,8

2476

0,60

0,4

12,34

2,50

ТЭН-15

0,56

2,54

86,6

1584

0,90

0,4

13,80

1,55

ТЭН-17

0,35

1,59

138,2

1100

0,81

0,3

11,70

0,94

ТЭН-21

0,80

3,63

60,6

1742

1.14

0,5

14,50

0,935

ТЭН-23

0,50

2,27

96,9

1320

0,96

0,4

15,47

1,02

ТЭН-30

0,50

2,27

96,9

1113

1,15

0,3

8,28

1,30

ТЭН-31

0,50

2,27

96,9

1113

1,15

0,3

8,28

1,30

Для

открытых электрических

подогревателей

возду­

ха нужно принимать следующие конструктивные разме­ ры нагревательных спиралей:

шаг спирали

 

h—(2—4)rf (но не менее 8 мм);

(29)

14


 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 4

Технические данные ТЭН для нагрева

воды

при номинальном

 

 

 

напряжении 220 В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нихроиовая

 

 

 

 

 

 

 

1«ъ

проволока

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а я

 

2 я =• я

 

 

 

 

 

 

Но

а. я

 

 

 

 

 

 

 

 

5 ° та«

 

 

 

 

X в

 

 

 

<и £

5 х гш

 

 

 

 

 

 

 

Си s

 

 

 

 

 

 

 

 

м -

 

 

 

 

ТЭН-ОЗА

3,50

15,90

13.83J

990

9,16

0.8

8,42

1,13

ТЭН-05А

0,80

3,60

61,00

430

5,50

0,3

5,00

0,40

ТЭН-08А

2,33

10,60

20,80|

685

9,20

0,6

7.14

0,66

ТЭН-09А

1,80

8,20

26,801

685

7,10

0,5

6,42

0,55

ТЭН-10

2,00

9,10

24.201

995

5,20

0,6

8,33

0,90

ТЭН-П

0,30

1,36

162,001

910

0.85

0,3

13,82

0,90

-ТЭН-12

5,00

22.70

9,70

1487

8,50

1,0

9,30

1,94

ТЭН-14

2,67

12,13

18,14

790

9,00

0.7

8,88

1.04

ТЭН-16

1,33

6.04

36,42

570

6,20

0.4

5,56

0,418

ТЭН-18

1,20

5,45

40,30

1665

1,80

0,4

6.20

1,36

ТЭН-19А

2,33

10,60

20,80

640

9,90

0,6

7,20

1,00

ТЭН-20

1,50

6,81

32,30

1930

1,93

0,5

7,72

1,90

ТЭН-20А

1,00

4,54

48,46'

805

3,17

0,4

7,40

0,85

ТЭН-22

1,20

5,45

40,301 1063

2,91

0,4

6,20

0.85

ТЭН-24

1,93

8,77

25,08[

1740

4,00

0,6

9,02

0,80

ТЭН-25

1,93

8,77

25.08

1630

4,37

0,6

9,02

1,45

ТЭН-29

2,00

9,10

24,20

995

5,20

0,6

8,33

0,90

ТЭН-32

3,60

16,36

13.44

1100

8,40

0,8

8,18

1,00

ТЭН-33

1,20

5,45

40,30

1270

2,72

0,4

6,20

1,40

ТЭН-39

1,50

6,81

32,30

1125

3,41

0,5

8,07

0,825

ТЭН-43

1,20

5,45

40,30

1575

1,90

0,4

6,20

0,80

средний диаметр

спирали

 

 

 

 

 

Ар=(5 — \Q)d (но не менее 15 мм);

 

(30)

число

витков спирали

поз

 

 

 

 

 

 

w - -

 

 

 

 

(31)

 

 

/ Л 2

+ (и£>ср)а

 

 

длина

спирали

 

 

 

 

 

 

hw

 

 

 

 

 

 

 

 

т-

 

 

 

(32)

 

 

 

 

103 '

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверка

теплопроизводительности

установки.

Что­

бы обеспечить более равномерное регулирование тем­ пературы нагрева, в тепловом приборе обычно к одной

15


фазе подключают несколько параллельных ветвей. На­ пример, к одной фазе можно подключить две секции, каждая из которых состоит из двух параллельных' вет­ вей. Таким образом, в этом случае на каждую фазу при­ ходится четыре параллельные ветви, и величина тока в ветви / в будет в 4 раза меньше /ф. Следовательно, со­ противление одной ветви окажется в 4 раза больше общего сопротивления на фазу.

Длину проволоки на одну ветвь определяют по фор­ муле (24). Далее можно проверить теплопроизводительность или тепловую мощность нагревательной установ­ ки, содержащей п параллельных ветвей,

Q = 0 , 2 4 / B # B « 3 6 0 0 - 1 ( T 3 ккал/ч.

(33)

Электродный (прямой) нагрев. Электродные нагре­ ватели используют: для нагрева почвы в парниках и теп­ лицах; для нагрева воды; получения пара в специаль­

ных

парообразователях;

для нагрева зеленого, силос­

ного корма и т. д.

 

 

Кроме нагревателей воды, выполненных с элемент­

ными нагревателями (ТЭН и др.), существуют

электрод­

ные

нагреватели воды, у

которых сама вода

является

нагреваемым телом. Удельное сопротивление воды при нагреве не остается постоянным: с увеличением нагрева удельное сопротивление уменьшается, мощность нагре­ вателя растет. Для температуры, отличной от + 2 0 ° С, величину удельного сопротивления определяют по опыт­ ной формуле

р

4°Р2о°с .

( 3 4

)

V l

20-М

v

'

Во избежание появления гремучего газа плотность

переменного тока должна

быть не более 1,5

А/см2 .

 

В низковольтных прямоточных нагревателях воды целесообразно применять нулевые электроды, так как при этом уменьшаются габариты прибора. Методика расчета электродных непроточных и проточных водо­ нагревателей дана в разделе «Электротепловые уста­ новки в животноводстве».

Методика расчета удельной мощности на нагрев ма­ териала токами высокой частоты. Действие ультрако­ ротких, коротких и средних волн сводится в основном к нагреву диэлектриков и полупроводников (к которым

16