Дисциплина «ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЯ»Домашнее контрольное заданиеВыполнить три задания (номер варианта соответствует порядковому номеру по списку группы)Расчет электрокалориферной установки (ЭКУ)

0. 
   1. Расчет электрокалориферной установки (ЭКУ) с нагревательными элементами типа ТЭН (трубчатый электронагреватель)
   

Задача: определить необходимое количество электронагревательных элементов типа ТЭН с алюминиевым оребрением и мощность одного ТЭНа в ЭКУ, предназначенной для подачи воздуха в помещение с производительностью по воздуху A, (м³/с).Исходные данные:

• 
  температура входящего в установку воздуха t_вх ;
  
• 
  температура выходящего из установки воздуха t_вых ;
  
• 
  допустимая температура на поверхности нагревательного элемента (ТЭН) t_н
  
• 
  схема расположения ТЭН в калорифере;
  

• 
  параметры оребрения ТЭН: наружный диаметр несущей трубы d_т ; шаг оребрения s_р ; высота ребра h ; площадь поверхности одного ТЭНа (площадь оребрения) F_н ;
  

• 
  расчетная скорость воздуха v_р .
  

АЛГОРИТМ РАСЧЕТА

1. 
   Наиболее типичной и распространенной схемой обтекания воздухом нагревательных элементов в ЭКУ сельскохозяйственного назначения является поперечное обтекание нагревателей с поперечными круглыми ребрами.
   

В этом случае коэффициент теплоотдачи рассчитывается по следующим эмпирическим выражениям:При «коридорной» схеме расположения ТЭНов (в каждом сечении, перпендикулярном направлению течения воздуха, расположение нагревателей идентично) (1) - коэффициент теплопроводности воздуха (перевести К в ⁰С )s_р - шаг оребрения Pr = 0,707- число Прандтляd_т – наружный диаметр несущей трубы

---

h - высота ребра v_р - расчетная скорость воздуха - коэффициент кинематической вязкостиПри «шахматной» схеме расположения ТЭНов (расположение нагревателей в рядах выполнено со смещением на половину шага в направлении, перпендикулярном направлению течения воздуха) (2)

2. 
   Теплопроизводительность электрокалорифера определяется:
   

(3)A - объемный расход воздуха для вентиляции помещения - плотность воздуха - удельная теплоемкость воздуха (перевести К в ⁰С )t_п , t_окр - температура в вентилируемом помещении и температура окружающего воздухаОбъемный расход воздуха определяется назначением вентилируемого сельскохозяйственного помещения, его размерами, а также с учетом ориентировочных норм вентиляции.

3. 
   Установленная мощность калорифера (мощность нагревательных элементов)
   

(4)k =1,2 – коэффициент запаса, учитывающий тепловые потери от корпуса ЭКУ, возможное понижение питающего напряжения и старение нагревательных элементов.

4. 
   В обычных условиях эксплуатации электрокалориферов теплоотдача от нагревательных элементов к потоку воздуха может рассматриваться как стационарный процесс.
   

Основным законом стационарной конвективной теплоотдачи является закон Ньютона (5) - тепловой поток, переданный движущемуся воздуху - площадь теплоотдачи всех ТЭНов - температура поверхности ТЭНа

---

- температура воздуха - коэффициент теплоотдачи (перевести К в ⁰С )Из формулы (5) следует, что площадь всех ТЭНов равна (6)

5. 
   Необходимое количество ТЭНов
   

(7)

6. 
   Установленная мощность одного ТЭНа
   

(8)

0. 
   
   
1. 
   
   

ЗАДАНИЕ № 1

0. 
   Определить необходимое количество электронагревательных элементов типа ТЭН с алюминиевым оребрением и мощность одного нагревателя в ЭКУ, предназначенной для подачи воздуха в помещение с производительностью A, м³/с.
   

Расчет производится по формулам (1) – (8) в соответствии с номером варианта, приведенным в таблице 1.Исходные данные для расчета:

• 
  температура поверхности нагревателя ;
  
• 
  диаметр несущей трубы d_т = 18 мм ;
  
• 
  шаг оребрения s_р = 3,5 мм;
  
• 
  высота ребра h = 11 мм ;
  
• 
  площадь оребрения F_н = 0,3 м² .
  

Таблица 1.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
А,м3/с	1,7	1,8	1,9	2,0	2,1	2,2	2,3	3,2	3,3	3,4	3,5	3,6
tвх, 0 С	-6	-20	-23	-15	-21	-11	-13	-14	-19	-17	-12	-14
tвых,0С	+20	+20	+20	+20	+20	+20	+20	+20	+20	+20	+20	+20
vр, м/с	9	8	7	6	5	4	5	6	7	8	9	4

---

0. 
   2. Расчет электрокалориферной установки (ЭКУ) с открытыми нагревательными элементами типа «проволочный зигзаг на изоляторах»
   

Задача: рассчитать нагревательные элементы для электрокалорифера мощностью Р , Вт. Нагревательные элементы выполнены в виде свободно обдуваемых прутков (зигзаг, укрепленный на изоляторах).Данные для расчета: - удельная поверхностная мощность - рабочая температура нагревателя - фазное напряжение - -удельное электрическое сопротивление нагревателя- схема соединения нагревателейАЛГОРИТМ РАСЧЕТА

1. 
   Определить мощность на одну фазу
   

(9)

2. 
   Диаметр нагревателя из проволоки или прутка (круглое поперечное сечение)
   

(10)

3. 
   Длина нагревателя на фазу
   

(11)ЗАДАНИЕ № 2

0. 
   Рассчитать нагревательные элементы для электроралорифера мощностью P, Вт. Нагреватели выполнены из сплава Х20Н80Н в виде свободно обдуваемых прутков («зигзаг», укрепленный на изоляторах).
   

Расчет производится по формулам (9) – (11) в соответствии с номером варианта, приведенным в таблице 2.Исходные данные для расчета:

• 
  температура поверхности нагревателя ;
  
• 
  схема соединения «звезда»;
  
• 
  фазное напряжение ;
  
• 
  удельное электрическое сопротивление при температуре 180⁰ С .
  

Таблица 2.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
P, 103 Вт	35	36	37	38	39	40	20	21	22	23	24	25
F, м2	0,40	0,42	0,44	0,66	1,23	0,82	0,84	0,92	1,16	0,57	0,47	0,45

---

3. Расчет электрокалориферной установки (ЭКУ) с нагревательными элементами типа «лента»Задача: рассчитать нагревательные элементы для электрокалорифера при удельной мощности W , Вт/м². Нагревательные элементы выполнены в виде ленты с соотношением сторон .Основные исходные данные те же, что и в разделе .2.АЛГОРИТМ РАСЧЕТА

1. 
   Толщина ленты
   

(12)

2. 
   Большая сторона лены
   

(13)

3. 
   Площадь поперечного сечения
   

(14)

4. 
   Мощность на одну фазу
   

(15)

5. 
   Длина нагревателя
   

(16)

6. 
   Проверочный расчет:
   

- поверхность нагревателя (17)- удельная поверхностная мощность (18)Полученное по формуле (18) значение W должно совпадать с заданным по условию расчета в пределах 5 %. В этом случае выбранное сечение ленты удовлетворяет поставленным условиям.ЗАДАНИЕ № 3

0. 
   2.3. Рассчитать нагревательные элементы для электрокалорифера мощностью P, Вт. Нагреватели выполнены из сплава Х20Н80Н в виде стальной ленты с соотношением сторон .
   

Расчет производится по формулам (12) – (18) в соответствии с номером варианта, приведенным в таблице 3.Исходные данные для расчета:

• 
  температура поверхности нагревателя ;
  
• 
  схема соединения «звезда»;
  
• 
  фазное напряжение ;
  
• 
  удельное электрическое сопротивление при температуре 180⁰ С .
  

Таблица 3.

---

Смотрите также файлы

• Практическая работа 12.docx

• Лабораторная работа Испаряемость топлив. Определение фракционного состава автомобильного бензина аи95.doc

• Биология пнінен 3тосана арналан жиынты баалауды тапсырмалары.docx

• Анализ по ценностным ориентирам личности. С 13 марта 2023 год.docx

• 2. Выбрать федеральное занятие, раскрывающее ценность созидательного труда человека на благо своей страны.docx