Практическая работа №11. Расчет параметров электронагревательного оборудования.

• Цель практической работы:

Получить практический навык в расчете параметров электронагревательного оборудования

После этой практической работы студенты должны овладеть следующими компетенциями:

• Использовать справочную и техническую литературу;

• Проводить расчет параметров ТЭН

Выполнить расчет:

1. Общая потребность в тепловой энергии

Общая потребность в тепловой энергии для конкретного процесса (Q_T) является суммой нескольких переменных. Основное уравнение общей потребности в энергии:

Q_T = Q_M + Q_L + коэффициент прочности,

где:

• Q_T = общая потребность в энергии в киловаттах,

• Q_M = вся энергия в кВт, поглощаемая рабочей средой, включая скрытую теплоту, заправочные материалы, емкости и оборудование,

• Q_L = вся энергия в кВт, потерянная с поверхностей вследствие проведения тепла, конвекции, излучения, вентиляции и испарения,

• Коэффициент прочности = от 10% до 25%

2. Основные уравнения для расчета тепловой энергии

Приведенные ниже уравнения описывают расчеты, необходимые для вычисления переменных в уже упомянутой формуле общей потребности в энергии. Уравнения 1 и 2 используются при расчете тепловой энергии, поглощенной рабочей средой и оборудованием. Удельная теплоемкость и скрытая теплота различных материалов в этой главе помещены в таблицах свойств неметаллических твердых веществ, металлов, жидкостей, воздуха и газов. Уравнения 3 и 4 предназначены для расчета тепловых потерь. Потери тепла с поверхности могут рассчитываться с помощью значений с кривых, изображенных на графиках G-114S, G-125S, G-126S и G-128S. Потери на теплопроводность рассчитываются с использованием теплопроводности или фактора «k», содержащегося в таблицах свойств материалов..

Уравнение 1 — Тепловая энергия, необходимая для подъема температуры материала (без изменения состояния)

Количество поглощенной тепловой энергии определяется по весу материала, удельной теплоемкости и изменению температуры. Некоторые материалы (например, свинец) имеют разную удельную теплоемкость в разных состояниях. Если происходит изменение состояния, для этих материалов нужно делать два расчета, один для твердого состояния и один для жидкости, образовавшейся после расплава твердого вещества.

QA =	Lbs x CP x ΔT / 3412 Btu/кВ

где:

• Q_A = энергия в кВт/час, необходимая для подъема температуры,

• Lbs = вес материала в фунтах,

• C_p = удельная теплоемкость материала (Btu/lb/°F)

• ΔT = изменение температуры на 1 градус Фаренгейта [T_{2 (конечная)} - T_{1 (начальная)}]

Уравнение 2 — Тепловая энергия, необходимая для изменения состояния материала

Количество поглощенной тепловой энергии определяется по весу материала и скрытой теплоте расплава или испарения.

QF or Qv =

Lbs x Hfus or Hvap / 3412 Btu/кВ

где:

• Q_F = энергия в кВт/час, необходимая для перевода материала из твердого состояния в жидкое,

• Q_v = энергия в кВт/час, необходимая для превращения материала из жидкости в пар или газ,

• Lbs = вес материала в фунтах,

• H_fus = теплота расплава (Btu/lb/°F)

• H_vap = теплота испарения (Btu/lb/°F)