6. Задача и содержание расчета эну (электро-нагревательных установок)

К основным параметрам ЭНУ относятся: мощность (тепло-производительность), питающее напряжение, частота тока, к. п. д., коэффициент мощности (coscp), основные геометрические размеры. Резистивные нагреватели являются потребителями активной энергии и имеют coscp, практически равный единице. Задача расчета состоит в определении оптимальных значений параметров, обеспечивающих наилучшие технологические, эксплуатационные и экономические показатели.Различают конструктивный и проверочный, или прямой и обратный, расчеты электронагревательных устройств.При конструктивном расчете исходным является технологическое задание на нагрев: назначение установки, ее производительность, температурные режимы нагрева, скорость нагрева и др. Задача расчета заключается в определении тепловых, и электрических параметров, по которым можно было бы изготовить устройство или выбрать готовое из числа выпускаемых промышленностью.

В зависимости от целей расчёта выделяют:

1)Конструктивный расчёт — выполняется при проектирование новой электронагревательной установки, когда определяются тепловые, масса-габаритные, электрические показатели.

2)Проверочный.

Выполняются если отсутствует паспортные данные установки.

Если условия эксплуатации отличается от номинальных.

3)Расчёт по выбору оборудования. Определяется: мощность, производительность, температура нагрева, по которым выбирается серия выпускаемых установок.

Конструктивный и проверочный расчёт состоят из двух основных частей: тепловая и электрический.

Тепловой расчёт. В нём определяются: необходимая тепловая мощность, температура отдельных частей установки.

В электрической: напряжение питания, род и частота тока, электрический КПД, коэффициент мощности, способ регулирования мощности, геометрические размеры.

7.Материалы,применяемые в эну. Требования к ним?

1) Жаростойкость- стойкость к окислению при высоких температурах

2) Жаропрочность- способность материала выдерживать высокие механические нагрузки при высоких температурах.

3)Высокое удельное сопротивление

4) Малый температурный коэффициент сопротивления

Чем меньше тем меньше броски пускового тока в момент включения установки

5) постоянство электрических свойств

6)постоянство размеров

7) хорошая обрабатываемость и низкая стоимость

Нагреватели: не металлические- угольный, графитовые, титановые

Применяются в электротермических установках с рабочейt=1200-1300

Плюсы- работают при высокой температуре

Минусы- высокая окисляемость, большое значение , низкий срок службы, не используются в с/х

Металлические- нихромы(никель+хром), стальная оцинкованная проволока

8.Тепловой расчет эну. Основы динамики нагрева. Виды теплообмена, постоянная времени нагрева.

Тепловой расчёт сводиться к определению рабочей температуры нагревателей и удельного поверхностного теплового потока или необходимой площади поверхности нагревателя при заданной мощности и определённых условиях теплообмена.

Температура поверхности для воды принимается 103-113 градусов Цельсия. Температура рассчитывается именно для нагревательного элемента.

Основы динамики нагрева.

;

- то что подводим к нагреваемому телу;

- то что идет непосредственно на нагрев тела; ;dt- перепад температур;

-то что теряется при нагреве(тепловые потери)

К-коэф. Теплопередачи от нагреваемого тела в окружающую среду; F- площадь поверхностей; t-температуратела в данный момент; - температура окружающей среды; - время нагрева

- постоянная времени нагрева. Это время которое необходимо для нагрева тела до установившейся t при адиабатическом процессе(отсутствуют тепловые потери в окружающую среду)

t _уна практике достигается за 3-4 T

T не зависит от мощности нагрева , а зависит только от условий охлаждения.Скорость нагрева по мере увеличения его температуры падает.Максимальная скорость нагрева — в момент, когда начинается нагрев.Скорость нагрева, как правило, ограничивается физико-химическими свойствами нагреваемого вещества.

9 Определение мощности электро-нагревательной установки.

— мощность на нагрев ограждающих конструкций.

Электрический КПД показывает эффективность передачи электромагнитной энергии нагреваемому веществу.

Тепловой КПД показывает эффективность использования нагреваемым телом выделившейся в нём тепловой энергии.

твёрдое - жидкое – удельная теплота плавления (парообразования).

Нагрев в жидком, газообразном состоянии.

- масса нагреваемого вещества. - удельная теплоёмкость.

- масса ограждающих конструкций образующие рабочий объем.

- удельная теплоёмкость ограждающих конструкций (металла).

1. Теплопроводность.

2. Конвекция.

3. Излучение.

– термическое сопротивление излучения.

В электронагревательных установках присутствуют все три вида тепловых потерь, меняется лишь их доля (%) в общих потерях.