- •1. Методические указания по выполнению курсовой работы
- •2.Расчет электрокалориферной установки для отопительно-вентиляционных систем.
- •I. Предварительные замечания, задача расчета и оформление работы
- •2. Определение мощности электрокалорифера
- •3. Выбор электродвигателя для привода вентилятора
- •4. Расчет конструктивных параметров нагревательного устройства
- •5. Тепловой расчет нагревательных элементов (тэНов)
- •При коридорном расположении тэНов
- •Температура спирали тэНа может быть определена из формулы
- •6. Расчет силовой сети, выбор аппаратуры управления и защиты.
- •7. Разработка схемы управления
- •8. Определение эксплуатационных показателей
- •3.Индивидуальные задания для курсовой работы. Указания к выбору индивидуального задания.
- •Исходные данные для выполнения курсовой работы.
4. Расчет конструктивных параметров нагревательного устройства
В качестве нагревательного устройства в электрокалориферах рекомендуется использовать герметические элементы (ТЭНы). Мощность одного ТЭНа Рн определяется, исходя из мощности одного калорифера Рк1 и числа Zн ТЭНов в одном калорифере:
Рн=Рк1/Zн
Число ТЭНов Zн принимается кратным 3, причем мощность одного ТЭНа при этом не должна превышать 3 - 4 кВт. Далее определяется рабочий ток нагревательного элемента с учетом схемы включения, а также расчетная температура tрасч нагревателя:
tрасч=tдКмКс
где tд—действительная температура нагревателя, °С;
Км —коэффициент монтажа, учитывающий ухудшение охлаждения;
Кс—коэффициент среды, учитывающий улучшение охлаждения.
Действительная температура (tд) может быть предварительно определена с учетом ее превышения над температурой поверхности ТЭНа на 50—100°С, значение коэффициентов Км и Кс приведены в литературе [1].
По рабочему току и расчетному значению температуры по литературе [1] определяется диаметр (d) и сечение (S) нагревателя.
Рабочее сопротивление нагревателя—запрессованной нихромовой проволоки. Ом:
Rн=Uн/Iн
Сопротивление нагревателя до опрессовки:
Rон=Rн,
где — коэффициент изменения сопротивления в результате опрессовки,=1,3.
Длина проволоки до опрессовки в м:
где д—удельное сопротивление нихромовой проволоки при действительной температуре, Омм.
Удельное сопротивлениед определяют по формуле
д =20 [1+ (t-20)],
где 20—удельное сопротивление материала при температуре 20°С, Ом.м;
—температурный коэффициент изменения сопротивления, 1/1°С.
Значение удельного сопротивления (20) и температурного коэффициента () для различных материалов электрических нагревателей приведены в литературе [1].
Диаметр спирали (Dсп) равен, мм:
Dсп =(8-10)d;
шаг спирали (в мм) равен:
h=(2-4)d;
а число витков:
Внутренний диаметр трубки ТЭНа (Dн) равен:
Dн =(2,5-3) Dcп
Длина активной части трубки ТЭНа в м (Lа) после опрессовки равняется длине спирали (Lсп):
Lа= Lсп=10-3hn
а до опрессовки:
Lоа=La/,
где —коэффициент, учитывающий изменение длины трубки при опрессовке, =1,15.
Полная длина ТЭНа в м
L=La+2Ln
где Ln— длина пассивной части трубки ТЭНа может быть принята равной Ln=0,05 м.
Потребное количество проволоки для одного ТЭНа с учетом необходимой навивки на концы контактных стержней из расчета 15—20 витков на стержень:
потр=+( 15 - 20),
В заключение этой части расчета определяется удельная мощность в Вт/см2 поверхности активной части трубки ТЭНа:
W=Рн/LaD ,
которая для трубки, выполненной из стали Ст. 10, при использовании в качестве наполнителя кварцевого песка или периклаза должна составлять величину 3—5 Вт/см2 при работе ТЭНов в калориферах.
По полученным конструктивным данным на одном из листов графического материала изображается сначала эскиз ТЭНа (разрез) с указанием основных размеров, а затем нужное число ТЭНов компонуется в калорифере, эскиз которого также с указанием основных размеров приводится на этом же листе.