Κατά προσέγγιση μέθοδοι υπολογισμού θερμαντικών σωμάτων

Σε πρακτικούς υπολογισμούς, χρησιμοποιούν συχνά κατά προσέγγιση μεθόδους για τον υπολογισμό των θερμαντήρων, με βάση τη χρήση πειραματικών δεδομένων (με τη μορφή πινάκων ή γραφικών εξαρτήσεων), που αντικατοπτρίζουν τη σχέση μεταξύ του ρεύματος φορτίου (In), της θερμοκρασίας, των διαστάσεων διατομής και διάμετρος. Γραφικές εξαρτήσεις ή δεδομένα πίνακα λαμβάνονται για ορισμένες (τυπικές) συνθήκες όταν το σύρμα τεντώνεται οριζόντια σε ακίνητο αέρα σε θερμοκρασία 293 K.

Η πραγματική θερμοκρασία επιφάνειας Td φέρεται στην υπολογιζόμενη Tp (πίνακας) χρησιμοποιώντας τους παράγοντες φυτού και περιβάλλοντος:

όπου τα km και kc είναι παράγοντες εγκατάστασης και περιβάλλοντος. Για τυπικές συνθήκες kM = kc = 1.

Ο συντελεστής εγκατάστασης λαμβάνει υπόψη την επιδείνωση της μεταφοράς θερμότητας στο μια πραγματική θερμάστρα σε σύγκριση με τις τυπικές συνθήκες υπό τις οποίες ελήφθησαν τα δεδομένα σε πίνακα (km ≤ 1).Για σπείρα σύρματος σε ακίνητο αέρα km = 0,8 ... 0,9, για σπείρα σε μονωτικό πλαίσιο (ράβδος) km = 0,7, για σπείρα ή σύρμα σε θερμαντικό στοιχείο, ηλεκτρικά θερμαινόμενο δάπεδο, χώμα, πάνελ km = 0,3 … 0.4.

Ο παράγοντας περιβάλλοντος ευθύνεται για τη βελτίωση της μεταφοράς θερμότητας σε σύγκριση με τις τυπικές συνθήκες λόγω της επίδρασης του θερμαινόμενου περιβάλλοντος (kc ≥1). Για συρμάτινο πηνίο, σύρμα σε κινούμενο αέρα kc = 1,1 … 4,0, για θερμαντήρες προστατευμένης και στεγανοποιημένης σχεδίασης σε ακίνητο νερό kc = 2,5, για θερμαντήρες σε κινούμενο νερό kc = 2,8 … 3. Οι τιμές των kc και km για άλλες λειτουργίες οι συνθήκες δίνονται στη βιβλιογραφία αναφοράς.

Επιτρεπόμενα φορτία σε σύρμα νιχρώμου που αιωρούνται οριζόντια σε ακίνητο αέρα σε θερμοκρασία σχεδιασμού

Η πραγματική θερμοκρασία της αντίστασης (αγωγός) σε θερμαντήρες ανοιχτού τύπου καθορίζεται από τις τεχνολογικές συνθήκες του θερμαινόμενου μέσου. Εάν η θερμοκρασία της επιφάνειας μεταφοράς θερμότητας του θερμαντήρα δεν περιορίζεται από το θερμαινόμενο μέσο, ​​τότε η πραγματική θερμοκρασία της αντίστασης θέρμανσης λαμβάνεται από την συνθήκη Td ≤ Tmax (Tmax είναι η μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία του θερμαντήρα (αγωγός)).

Σύμφωνα με το αποδεκτό σχήμα για τη σύνδεση των θερμαντήρων, η ισχύς ρεύματος ενός θερμαντήρα καθορίζεται από τον τύπο

όπου Pf είναι η ισχύς φάσης του ETU, W, Uph είναι η τάση φάσης του δικτύου, V, Nc είναι ο αριθμός των παράλληλων διακλαδώσεων (θερμαντήρες) ανά φάση.

Σύμφωνα με τα Tr και In, η περιοχή διατομής και η διάμετρος προσδιορίζονται από τους πίνακες αναφοράς.

Το απαιτούμενο μήκος, m, του σύρματος θέρμανσης ανά τμήμα (θερμαντήρας) βρίσκεται από την έκφραση

όπου ρt είναι η ηλεκτρική αντίσταση του σύρματος στην πραγματική θερμοκρασία, Ohm-m.

Πρακτικό ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι μέθοδοι υπολογισμού που χρησιμοποιούνται σε εξειδικευμένες επιχειρήσεις παραγωγής ερμητικά στεγανοποιημένων θερμαντήρων (TEN)... Τα αρχικά δεδομένα για τον υπολογισμό του θερμαντικού στοιχείου είναι:

• ονομαστική αντοχή

• τάση του θερμαντήρα,

• ενεργό μήκος του κελύφους του

• θερμαινόμενο περιβάλλον.

Παράμετροι κελύφους TEN

Πηνίο για θερμαντικά στοιχεία υπολογίζεται με την ακόλουθη σειρά:

1. Σύμφωνα με την ονομαστική ισχύ και το ξεδιπλωμένο μήκος σύμφωνα με τον πίνακα αναφοράς, επιλέξτε την απαιτούμενη ενεργή επιφάνεια του θερμαντήρα και προσδιορίστε τη συγκεκριμένη ροή θερμότητας επιφάνειας, W / cm2, στην εξωτερική επιφάνεια του περιβλήματος του θερμαντήρα:

Η υπολογισμένη ροή θερμότητας δεν πρέπει να υπερβαίνει τη μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή, δηλ. Fa ≤ Fa.dop.

2. Προκαθορίστε τη διάμετρο, mm, της αντίστασης θέρμανσης (αγωγός)

όπου Fa.dop.pr — επιτρεπόμενη ειδική ροή θερμότητας στην επιφάνεια του αγωγού, W / cm2. Η τιμή του FA add.pr λαμβάνεται σύμφωνα με τον πίνακα αναφοράς, ανάλογα με το περιβάλλον εργασίας και τη φύση της θέρμανσης.
Σύμφωνα με τα βιβλία αναφοράς, βρίσκεται η πλησιέστερη διάμετρος του σύρματος, μεγαλύτερη σε σχέση με την ποικιλία.

Επιτρεπόμενη ειδική ροή θερμότητας στην επιφάνεια του θερμαντήρα και του αγωγού

Παράμετροι σύρματος nichrome (X15P60)

3. Ονομαστική αντίσταση, Ohm, πηνία σε θερμοκρασία λειτουργίας

4. Ονομαστική αντίσταση, Ohm, πηνία στους 293 K

5. Αντίσταση πηνίου περιέλιξης

όπου kos είναι ένας συντελεστής που λαμβάνει υπόψη τη μεταβολή της αντίστασης του αγωγού ως αποτέλεσμα της πίεσης με τη μέθοδο της επένδυσης.

6. Ενεργό μήκος, m, καλώδιο θέρμανσης

όπου Rl είναι η ηλεκτρική αντίσταση 1 m σύρματος, Ohm / m

7. Πραγματική ειδική ροή θερμότητας, W / cm2, στην επιφάνεια του καλωδίου θέρμανσης

όπου Al είναι η επιφάνεια 1 m σύρματος θέρμανσης, cm2 / m.

Εάν Fa.pr> Fa.dop.pr, τότε είναι απαραίτητο να αυξήσετε τη διάμετρο του σύρματος.

8. Ο ενεργός αριθμός σπειροειδών στροφών

όπου lw είναι το μήκος της ελικοειδούς στροφής, mm.

9. Ο συνολικός αριθμός στροφών της σπείρας, λαμβάνοντας υπόψη την απαραίτητη περιέλιξη στα άκρα των ράβδων επαφής σε ποσότητα 10 στροφών για το άκρο της ράβδου

10. Βήμα της σπείρας, mm, πριν από το περίβλημα

όπου lad είναι το ενεργό μήκος του θερμαντήρα πριν από το περίβλημα, mm.

Η υπολογισμένη τιμή του lsh ελέγχεται με τις συνθήκες:

11. Συνολικό μήκος σπείρας