Mètodes aproximats de càlcul d'escalfadors

En càlculs pràctics, sovint utilitzen mètodes aproximats per calcular escalfadors, basats en l'ús de dades experimentals (en forma de taules o dependències gràfiques), que reflecteixen la relació entre el corrent de càrrega (In), la temperatura, les dimensions de la secció transversal i diàmetre. Les dependències gràfiques o les dades tabulars s'obtenen per a determinades condicions (estàndard) quan el cable s'estira horitzontalment en aire quiet a una temperatura de 293 K.

La temperatura real de la superfície Td es porta a la Tp calculada (tabular) utilitzant els factors de la planta i el medi ambient:

on km i kc són factors d'instal·lació i ambientals. Per a condicions estàndard kM = kc = 1.

El factor d'instal·lació té en compte el deteriorament de la transferència de calor un autèntic escalfador en comparació amb les condicions estàndard en què es van obtenir les dades tabulades (km ≤ 1).Per a una espiral de filferro en aire tranquil km = 0,8 ... 0,9, per a una espiral sobre un marc aïllant (vareta) km = 0,7, per a una espiral o cable en un element calefactor, terra escalfat elèctricament, sòl, panell km = 0,3 ... 0,4.

El factor ambiental explica la millora de la transferència de calor en comparació amb les condicions estàndard a causa de l'efecte de l'ambient escalfat (kc ≥1). Per a bobina de filferro, cable en aire en moviment kc = 1,1 … 4,0, per a escalfadors de disseny protegit i segellat en aigua tranquil·la kc = 2,5, per a escalfadors en aigua en moviment kc = 2,8 … 3. Els valors de kc i km per a altres operacions Les condicions es donen a la literatura de referència.

Càrregues permeses sobre filferro de nicrom suspesos horitzontalment en aire quiet a la temperatura de disseny

La temperatura real de la resistència (conductor) en escalfadors de tipus obert està determinada per les condicions tecnològiques del medi escalfat. Si la temperatura de la superfície de transferència de calor de l'escalfador no està limitada pel medi escalfat, aleshores la temperatura real de la resistència a l'escalfament es pren de la condició Td ≤ Tmax (Tmax és la temperatura màxima permesa de l'escalfador (conductor)).

Segons l'esquema acceptat per connectar els escalfadors, la força actual d'un escalfador ve determinada per la fórmula

on Pf és la potència de fase de l'ETU, W, Uph és la tensió de fase de la xarxa, V, Nc és el nombre de branques paral·leles (escalfadors) per fase.

Segons Tr i In, l'àrea i el diàmetre de la secció transversal es determinen a partir de les taules de referència.

La longitud requerida, m, del cable de calefacció per secció (escalfador) es troba mitjançant l'expressió

on ρt és la resistència elèctrica del cable a la temperatura real, Ohm-m.

Són d'interès pràctic els mètodes de càlcul utilitzats en empreses especialitzades en la producció d'escalfadors hermètics (TEN)... Les dades inicials per calcular l'element de calefacció són:

• força nominal

• tensió de l'escalfador,

• longitud activa de la seva closca

• ambient escalfat.

TEN paràmetres de shell

Bateria per a elements de calefacció es calcula en la següent seqüència:

1. Segons la potència nominal i la longitud desplegada segons la taula de referència, seleccioneu la superfície activa necessària de l'escalfador i determineu el flux de calor de superfície específic, W / cm2, a la superfície exterior de la carcassa de l'escalfador:

El flux de calor calculat no ha de superar el valor màxim permès, és a dir. Fa ≤ Fa.dop.

2. Predeterminar el diàmetre, mm, de la resistència a l'escalfament (conductor)

on Fa.dop.pr — flux de calor específic admissible a la superfície del conductor, W / cm2. El valor de FA add.pr es pren segons la taula de referència, en funció de l'entorn de treball i de la naturalesa de la calefacció.
Segons els llibres de referència, es troba el diàmetre més proper del fil, més gran en relació a l'assortiment.

Flux de calor específic admissible a la superfície de l'escalfador i el conductor

Paràmetres del cable de nicrom (X15P60)

3. Resistència nominal, Ohm, bobines a temperatura de funcionament

4. Resistència nominal, Ohm, bobines a 293 K

5. Resistència de la bobina del bobinat

on kos és un coeficient que té en compte el canvi en la resistència del conductor com a resultat de la pressió pel mètode de revestiment.

6. Longitud activa, m, cable de calefacció

on Rl és la resistència elèctrica d'1 m de fil, Ohm/m

7. Flux de calor específic real, W / cm2, a la superfície del cable de calefacció

on Al és la superfície d'1 m de cable de calefacció, cm2 / m.

Si Fa.pr> Fa.dop.pr, cal augmentar el diàmetre del cable.

8. El nombre actiu de voltes en espiral

on lw és la longitud de la volta helicoïdal, mm.

9. El nombre total de voltes de l'espiral, tenint en compte l'enrotllament necessari als extrems de les barres de contacte en una quantitat de 10 voltes per a l'extrem de la vareta

10. Pas de l'espiral, mm, abans del revestiment

on lad és la longitud activa de l'escalfador abans de la carcassa, mm.

El valor calculat de lsh es compara amb les condicions:

11. Longitud total de l'espiral