Približné metódy výpočtu ohrievačov

V praktických výpočtoch často používajú približné metódy výpočtu ohrievačov, založené na použití experimentálnych údajov (vo forme tabuliek alebo grafických závislostí), ktoré odrážajú vzťah medzi zaťažovacím prúdom (In), teplotou, rozmermi prierezu a priemer. Grafické závislosti alebo tabuľkové údaje sa získajú pre určité (štandardné) podmienky, keď je drôt natiahnutý horizontálne v pokojnom vzduchu pri teplote 293 K.

Skutočná povrchová teplota Td je upravená na vypočítanú Tp (tabuľková) pomocou faktorov rastlín a prostredia:

kde km a kc sú faktory inštalácie a prostredia. Pre štandardné podmienky kM = kc = 1.

Inštalačný faktor zohľadňuje zhoršenie prestupu tepla v skutočný ohrievač v porovnaní so štandardnými podmienkami, za ktorých boli získané tabuľkové údaje (km ≤ 1).Pre drôtenú špirálu v pokojnom vzduchu km = 0,8 ... 0,9, pre špirálu na izolačnom ráme (tyči) km = 0,7, pre špirálu alebo drôt vo vykurovacom telese, elektricky vyhrievaná podlaha, pôda, panel km = 0,3 … 0,4.

Faktor prostredia zodpovedá za zlepšenie prestupu tepla v porovnaní so štandardnými podmienkami vplyvom vykurovaného prostredia (kc ≥1). Pre cievku drôtu, drôt v pohybujúcom sa vzduchu kc = 1,1 … 4,0, pre ohrievače chráneného a utesneného prevedenia v stojatej vode kc = 2,5, pre ohrievače v prúdiacej vode kc = 2,8 … 3. Hodnoty kc a km pre ostatné prevádzkové podmienky sú uvedené v referenčnej literatúre.

Povolené zaťaženia na nichrómovom drôte zavesenom horizontálne v pokojnom vzduchu pri projektovanej teplote

Skutočná teplota odporu (vodiče) v ohrievačoch otvoreného typu je určená technologickými podmienkami ohrievaného média. Ak teplota teplovýmennej plochy ohrievača nie je obmedzená ohrievaným médiom, potom sa skutočná teplota vykurovacieho odporu berie z podmienky Td ≤ Tmax (Tmax je maximálna povolená teplota ohrievača (vodiče)).

Podľa prijatej schémy pripojenia ohrievačov je prúdová sila jedného ohrievača určená vzorcom

kde Pf je fázový výkon ETU, W, Uph je fázové napätie siete, V, Nc je počet paralelných vetiev (ohrievačov) na fázu.

Podľa Tr a In sa plocha prierezu a priemer určí z referenčných tabuliek.

Požadovaná dĺžka, m, vykurovacieho drôtu na sekciu (ohrievač) sa zistí výrazom

kde ρt je elektrický odpor drôtu pri skutočnej teplote, Ohm-m.

Prakticky zaujímavé sú metódy výpočtu používané v špecializovaných podnikoch pri výrobe hermeticky uzavretých ohrievačov (TEN)... Počiatočné údaje pre výpočet vykurovacieho telesa sú:

menovitá pevnosť
napätie ohrievača,
aktívna dĺžka jeho plášťa
vykurované prostredie.

Parametre TEN škrupiny

Cievka pre vykurovacie telesá sa vypočíta v nasledujúcom poradí:

1. Podľa menovitého výkonu a rozloženej dĺžky podľa referenčnej tabuľky vyberte požadovanú aktívnu plochu ohrievača a určte špecifický plošný tepelný tok, W / cm2, na vonkajšom povrchu telesa ohrievača:

Vypočítaný tepelný tok nesmie prekročiť maximálnu prípustnú hodnotu, t.j. Fa ≤ Fa.dop.

2. Vopred určte priemer, mm, vykurovacieho odporu (vodiča)

kde Fa.dop.pr — prípustný špecifický tepelný tok na povrchu vodiča, W / cm2. Hodnota FA add.pr sa berie podľa referenčnej tabuľky v závislosti od pracovného prostredia a charakteru vykurovania.
Podľa referenčných kníh je zistený najbližší priemer drôtu, väčší v pomere k sortimentu.

Prípustný špecifický tepelný tok na povrchu ohrievača a vodiča