Расчет ТЭНа

Допустимая удельная поверхностная мощность P_F=P⁄F,

где Р – мощность проволочного нагревателя, Вт;

F=π∙d∙l – площадь поверхности нагревателя, м2; l – длина провода, м.

Согласно первому методу

где ρд – удельное электрическое сопротивление материала провода при действительной температуре, Ом•м; U – напряжение проволочного нагревателя, В; P_F – допустимые значения удельной поверхностной мощности для различных нагревателей:

Во втором методе используют таблицу токовых нагрузок (см. таблицу 1), составленную по экспериментальным данным. Для того чтобы воспользоваться указанной таблицей, необходимо определить расчетную температуру нагрева Tр, связанную с действительной (или допустимой) температурой провода Tд соотношением:

где Kм – коэффициент монтажа, учитывающий ухудшение условий охлаждения нагревателя из-за его конструктивного исполнения; Kс – коэффициент среды, учитывающий улучшение условий охлаждения нагревателя по сравнению с неподвижной воздушной средой.

Для нагревательного элемента из провода, свитого в спираль, Kм=0,8…0,9; то же, с керамическим основанием Kм=0,6…0,7; для провода нагревательных плиток и некоторых ТЭНов Kм=0,5…0,6; для провода электронагревателей пола, почвы и ТЭНов Kм=0,3…0,4. Меньшее значение Kм соответствует нагревателю меньшего диаметра, большее – большего диаметра.

При работе в условиях, отличающихся от свободной конвекции, для нагревательных элементов в воздушном потоке принимают Kс=1,3…2,0; для элементов в неподвижной воде Kс=2,5; в потоке воды – Kс=3,0…3,5.

Если заданы напряжение Uф и мощность Pф будущего (проектируемого) нагревателя, то его ток (на одну фазу)

По расчетному значению тока нагревателя для требуемой расчетной температуры его нагрева по таблице 1 находят необходимый диаметр нихромового провода d и рассчитывают необходимую длину провода, м, для изготовления нагревателя:

где d – выбранный диаметр провода, м; ρд – удельное электрическое сопротивление провода при действительной температуре нагрева, Ом•м,

Для того чтобы определить параметры спирали из нихрома, принимают средний диаметр витков D=(6…10)∙d, шаг спирали h=(2…4)∙d,

длину спирали lсп=h∙n.

При расчете ТЭНов следует помнить, что сопротивление провода спирали после опрессовки ТЭНа

где k(у.с) – коэффициент, учитывающий уменьшение сопротивления спирали; по опытным данным k(у.с)=1,25. Следует также учитывать, что удельная поверхностная мощность провода спирали больше в 3,5. 5 раз удельной поверхностной мощности на трубке ТЭНа.

В практических расчетах ТЭНа сначала определяют температуру на его поверхности Tп=Tо+P∙Rт1,

где Tо – температура окружающей среды, °С; P – мощность ТЭНа, Вт; Rт1 – термическое сопротивление на границе трубка – среда, о С/Вт.

Затем определяют температуру спирали: Tсп=Tо+P∙(Rт1+Rт2+Rт3 ),

где Rт2 – термическое сопротивление стенки трубки, о С/Вт; Rт3 – термическое сопротивление наполнителя, о С/Вт; Rт1=1⁄(α∙F), где α – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м^2• о С); F – площадь поверхности нагревателя, м2; Rт2=δ⁄(λ∙F), где δ – толщина стенки, м; λ – теплопроводность стенки, Вт/(м• о С).

Таблица 1. Таблица токовых нагрузок

Пример 1. Рассчитать электрический нагреватель в виде проволочной спирали по допустимой удельной поверхностной мощности PF.

Условие. Мощность нагревателя P=3,5 кВт; напряжение питания U=220 В; материал провода – нихром Х20Н80 (сплав из 20 % хрома и 80 % никеля), поэтому удельное электрическое сопротивление провода ρ20=1,1∙10^(-6) Ом•м; температурный коэффициент сопротивления αр=16∙10^(-6) 1/ о С; спираль открытая, находится в металлической пресс-форме, рабочая температура спирали Tсп=400 о С, P_F=12∙10^4 Вт/м2. Определить d, lп, D, h, n, lсп.

Решение. Сопротивление проволочной спирали: R=U^2⁄P=220^2⁄3500=13,8 Ом.

Удельное электрическое сопротивление при Tсп=400 о С

Находим диаметр провода:

Из выражения R=(ρ∙l)⁄S получаем l⁄d^2 =(π∙R)⁄(4∙ρ), откуда длина провода

Средний диаметр витка спирали D=10∙d=10∙0,001=0,01 м=10 мм. Шаг спирали h=3∙d=3∙1=3 мм.

Число витков спирали

Длина спирали lсп=h∙n=0,003∙311=0,933 м=93,3 см.

Пример 2. Конструктивно рассчитать проволочный нагреватель сопротивления при определении диаметра провода d с помощью таблицы токовых нагрузок (см. табл. 1).

Условие. Мощность проволочного нагревателя P=3146 Вт; напряжение питания U=220 В; материал провода – нихром Х20Н80 ρ20=1,1∙10^(-6) Ом•м; αр=16∙10^(-6) 1/℃; спираль открытая, расположенная в потоке воздуха (Kм=0,85, Kс=2,0); допустимая рабочая температура провода Tд=470 о С.

Определить диаметр d и длину провода lп.

Tр=Kм∙Kс∙Tд=0,85∙2∙470 о С=800 о С.

Ток проектируемого нагревателя I=P⁄U=3146⁄220=14,3 А.

По таблице токовых нагрузок (см. табл. 1) при Tр=800 о С и I=14,3 А находим диаметр и сечение провода d=1,0 мм и S=0,785 мм2.

Длина провода lп=(R∙S)⁄ρ800,

где R=U^2⁄P=220^2⁄3146=15,3 Ом, ρ800=1,1∙10^(-6)∙[1+16∙10^(-6)∙(800-20)]=1,11∙10^(-6) Ом•м, lп=15,3∙0,785∙10^(-6)⁄(1,11∙10^(-6) )=10,9 м.

Далее при необходимости аналогично первому примеру могут быть определены D, h, n, lсп.

Пример 3. Определить допустимое напряжение на трубчатом электрическом нагревателе (ТЭНе).

ТЭН гладкий, наружный диаметр dоб=16 мм. Коэффициент теплоотдачи α=40 Вт/(м^2∙°С). Термические сопротивления: наполнителя Rт3=0,3 о С/Вт, стенки оболочки Rт2=0,002 о С/Вт.

Определить, какое максимальное напряжение можно приложить к ТЭНу, чтобы температура его спирали Tсп не превышала 1000 ℃.

Решение. Температура спирали ТЭНа

где Tо – температура окружающего воздуха; P – мощность ТЭНа, Вт; Rт1 – контактное термическое сопротивление на границе трубка – среда.

Мощность ТЭНа P=U^2⁄R,

где R – сопротивление спирали нагревателя. Следовательно, можем записать Tсп-Tо=U^2/R∙(Rт1+Rт2+Rт3), откуда напряжение на ТЭНе

где ρ1000=ρ20∙[1+αр∙(T-20)]=1,1∙10^(-6)∙[1+16∙10^(-6)∙(1000-20)]=1,12∙10^(-6) Ом•м.

Тогда R=1,12∙10^(-6)∙(4∙4,7) ⁄ (3,14∙(0,28∙10^(-3) )^2)=85,5 Ом.

Контактное термическое сопротивление Rт1=1⁄(α∙F),

где F – площадь активной части оболочки ТЭНа; F=π∙dоб∙Lа=3,14∙0,016∙0,4=0,02 м2.

Находим Rт1=1⁄(40∙0,02=1,25) о С/Вт.

Определяем напряжение на ТЭНе U=√((85,5∙(1000-20)) / (1,25+0,002+0,3))=232,4 В.

Если номинальное напряжение, указанное на ТЭНе, равно 220 В, то перенапряжение при Tсп=1000 о С составит 5,6%∙Uн.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Электрический и конструктивный расчеты нагревательных элементов

Цель электрического расчета нагревателей – определение их размеров (сечения и длины). Исходные данные: мощность Р_н, Вт, одного нагревателя; напряжение U питающей сети, Вт; условия работы нагревательных элементов.

Расчет основывается на том, что нагреватель может рассматриваться как элемент электрической цепи, для которого справедливы законы электротехники. Так, мощность, Вт, нагревателя в соответствии с законом Ленца-Джоуля

где – напряжение питания нагревателя, В;

сопротивление нагревателя, Ом.

Одновременно нагреватель может рассматриваться как нагретое тело, участвующее в теплообмене с окружающей средой. В стационарном режиме

мощность полностью передается окружающей среде. Уравнение теплообмена нагревателя с окружающей средой при теплопередаче:

теплопроводностью

конвекцией

излучением

где 5,7 – постоянная Стефана-Больцмана Вт/м 2 ∙К 4

С_пр – приведенная степень черноты тел, участвующих в теплообмене;

α – коэффициент эффективности излучения нагревателей

w_т, w_к, w_и – удельные поверхностные мощности нагревателей при теплообмене теплопроводностью, конвекцией, излучением, Вт/м 2

Удельная поверхностная мощность нагревателей при теплопередаче:

теплопроводностью (*)

конвекцией (**)

излучением (***)

α_лент = 0,4 А

α_пров = 0,68)

Зная конкретные условия работы нагревателей, можно определить соответствующие удельные поверхностные мощности w_т, w_к, w_и. Однако их расчет по формулам (*), (**), (***) носит приближенный характер, т.к. входящие в них коэффициенты являются сложными функциями многих переменных.

Обозначив в общем случае удельную поверхностную мощность нагревателя w_н, основные размеры нагревателей находят из следующих уравнений:

где R_н – сопротивление нагревателя, Ом;

U – напряжение, подведенное к нагревателю, В;

Р_н – мощность нагревателя, Вт;

ρ – удельное сопротивление материала нагревателя, Ом∙м;

l – длина нагревателя, м;

S – площадь поперечного сечения нагревателя, м 2 ;

F = П∙l – площадь боковой поверхности нагревателя, м 2 ;

Из уравнения (1) и (2) :

Или

Для нагревателя круглого сечения

(5)

где d – диаметр проволоки нагревателя, м.

Подставив эти значения в формулу (4), получим:

откуда (6)

По значению d подбирают ближайший больший стандартный диаметр проволоки нагревателя. Длина проволочного нагревателя

(в расчетах можно находить поэтапно

Для ленточного нагревателя

,

где a, b – толщина и ширина ленты, м

Тогда

Расчетную толщину нагревателя прямоугольного сечения находим опять из формулы (4):

; ;

(7)

При рабочей температуре t_раб > 700ºС не рекомендуется применять для элементов проволоку диаметром d (2…4)d, с тем, чтобы соседние её витки существенно не экранировали один другой.

Диаметр спирали выбирают из условий обеспечения механической прочности – для никельсодержащих сплавов, обладающих повышенной жаропрочностью, D_сп = (7…10)d, для хромалюминиевых – D_сп = (5…7)d.

Источник

Что понимается под идеальным нагревателем

– в керамических плитках

Примечание. Числитель относится к проволоке из cплава Cr–Ni;
знаменатель – к проволоке из сплавов Fe–Cr–Al.

Высота зигзага ленточного нагревателя

Температура
нагревателя,
о С

Максимальная высота зигзагообразного
ленточного нагревателя, мм

Нагреватели подвешены
на крючках на стенах,
ширина ленты, мм

Нагреватели размещены
на двух опорах на поду
или своде, ширина ленты, мм

Примечание. Числитель относится к ленте из cплавов Cr–Ni;
знаменатель – к ленте из сплавов Fe–Cr–Al.

Карборундовые электронагреватели (КЭН)

Карборунд – это материал на основе карбида кремния, способный работать в качестве нагревателя в окислительной среде при температуре до 1500 С. При более высоких температурах срок его службы резко снижается. Большое влияние на срок службы оказывает режим работы нагревателей. Резкие колебания температуры значительно сказываются на их долговечности. Даже медленные изменения температуры нагревателя
в садочных печах существенно снижают срок его службы.

Водяной пар при 750 С снижает стойкость КЭН в 2–3 раза. Атмосферы с содержанием фтора, хлора, брома и сернистых соединений разрушают нагреватель.

Из карбида кремния изготавливают еще один материал – силит. Он отличается от карборунда большей дисперсностью фазы SiC, из-за чего рекомендуемая и максимально допустимая температуры нагревателей из силита ниже, чем для нагревателей из карборунда.

Схема соединения нагревателей и выбор трансформатора значительно влияют на срок их службы. Параллельное соединение нагревателей предпочтительно, т. к. при этом меньше сказывается разброс сопротивлений комплекта нагревателей, а в случае выхода из строя одного из нагревателей обычно можно продолжать процесс, используя остальные, в то время как при последовательном соединении цепь разрывается. Однако параллельное соединение требует более низких напряжений, и, следовательно, необходимо использовать трансформатор. Кроме того, при параллельном соединении нагревателей из-за больших токов нагрузка на подводящие кабели возрастает. Часто применяют параллельно-последовательную схему.

Для максимального использования ресурса нагревателей по мере их старения необходимо иметь возможность повышения рабочего напряжения в 2–2,5 раза по сравнению с исходным, для чего в трансформаторе должны быть промежуточные ступени с коэффициентом увеличения напряжения порядка 1,1–1,2.

Карборундовые нагреватели из-за низкого сопротивления работают при больших токах, поэтому к токоподводу следует предъявлять достаточно жесткие требования: он должен обеспечить низкое контактное сопротивление.

Дисилицид молибдена (ДМ)

Нагреватели из дисилицида молибдена предназначены для работы в окислительной атмосфере при максимально допустимой температуре 1700 С. При более высокой температуре ДМ быстро разлагается. Однако пределом их рациональной эксплуатации следует считать диапазон температур 1450–1680 С. При более низких температурах экономически выгодно использовать карборундовые или металлические нагреватели. Предварительно окисленный нагреватель может работать в водородных средах до температуры 1400 С. Нагреватели из ДМ хорошо работают в атмосфере оксида углерода, аргона, азота, углеводородов. Атмосферы, содержащие сернистые соединения и галогены, недопустимы. Дисилицид молибдена не работает при высоком вакууме.

Наилучший режим работы – когда температура нагревателей не снижается ниже 1200 С. При периодическом режиме работы происходит отслаивание защитной оксидной пленки, что приводит к уменьшению срока службы нагревателя. Опасность для нагревателей представляет длительная выдержка при температурах
500–1000 С и 1410–1460 С, т. к. в местах, где отсутствует пленка SiO₂, может произойти разложение MoSi₂, из которого состоит нагреватель.

Решающее вдияние на срок службы нагревателей из дисилицида молибдена оказывает режим первого нагрева. Необходимо выполнить два условия:

– максимально быстро (в течение 2–3 ч) пройти интервал температур 500–1000 С;

– в течение суток выдержать нагреватель при температуре порядка 1300 С.

Эти условия необходимо выполнять при каждой замене нагревателей на новые.

Нагреватели из ДМ в основном имеют U-образную форму. Свободное расширение нагревателей такой конструкции обеспечивается при их вертикальной подвеске на своде или боковых стенах (если выводы нагревателя отогнуты на 90). В некоторых случаях более рациональной и экономичной является горизонтальная установка нагревателей. При этом следует учитывать, что при температуре выше 1350 С они становятся пластичными и склонными к прогибу. Температура дисилицида молибдена, непосредственно соприкасающегося с поддерживающей керамикой, не должна превышать 1550 С. При более высокой температуре защитная пленка из SiO₂, покрывающая нагреватель, может прилипнуть к керамике. В литературе рекомендуется располагать горизонтальные нагреватели на подкладках в виде небольших отрезков таких же нагревателей ДМ, размещенных на керамических полках с шагом 70–100 мм.

В процессе монтажа и эксплуатации нагревателей из дисилицида молибдена следует учитывать их чрезвычайную хрупкость в холодном состоянии.

Нагреватели из тугоплавких металлов

Для ЭПС, работающих в инертных средах и под вакуумом, используют нагревательные элементы из тугоплавких металлов: вольфрама, молибдена, тантала и ниобия. Для работы в окислительных атмосферах эти нагреватели непригодны, т. к. они начинают окисляться кислородом воздуха уже при 200–300 С, а парами воды – при 250–500 С. Углекислый газ окисляет эти металлы при температуре выше 1000–1200 С. Нагреватели из Nb и Ta не работают в среде водорода, тогда как W и Мо с водородом не взаимодействуют. Тантал активно поглощает азот.

Нагреватели из вольфрама весьма хрупки при комнатной температуре, поэтому их механическую обработку ведут в нагретом состоянии. При температуре 1400–1600 С происходит рекристаллизация структуры вольфрама и он охрупчивается.

Молибден более пластичен, чем вольфрам. При толщине не более 0,5 мм его можно гнуть при комнатной температуре. Нагреватели большего диаметра перед механической обработкой следует нагревать до 200–700 С. Молибден рекристаллизуется при 950–1200 С и охрупчивается.

Ниобий и тантал – наиболее пластичные металлы, их можно ковать, штамповать, гнуть без нагрева. При рекристаллизации они не охрупчиваются.

Удельное электрическое сопротивление W, Mo, Ta и Nb сильно зависит от температуры (см. табл. 19.1.2.7), поэтому печная установка должна быть оснащена питающим трансформатором, позволяющим регулировать напряжение нагревателя в процессе работы.

Удельное электрическое сопротивление металлов

Удельное электрическое сопротивление, (Ом · мм 2 )/м, при температуре, К

Источник

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ РЕАКТОРЫ (ПЕЧИ)

Определение допустимой удельной поверхностной мощности нагревателя

Мощность, выделяемая с единицы поверхности нагревателя, определяет его температуру, а следовательно, работоспособность данного нагревателя в выбранных проектом условиях. Поэтому удельная поверхностная мощность W является важнейшей расчетной величиной при проектировании нагревательных элементов.

Для такого нагревателя уравнение теплопередачи:

где с 0 – коэффициент излучения абсолютно черного тела;

ε пр – приведенный коэффициент черноты системы нагреватель–загрузка;

Т н – температура нагревателя;

Т з – температура загрузки.

Приведенный коэффициент черноты в данном случае:

где ε з – коэффициент черноты материала загрузки;

ε н – коэффициент черноты материала нагревателя.

где α эф – коэффициент эффективности излучения данной системы нагревателя;

α г – коэффициент шага;

α с – коэффициент, учитывающий зависимость W от приведенного коэффициента излучения с пр ;

α р – коэффициент, учитывающий влияние размеров садки.

Коэффициент ε эф характеризует эффективность излучения системы нагревателей при минимально допустимых (по конструкционным соображениям) относительных витковых расстояний, т. е. для наиболее плотно размещенных нагревателей. Значения коэффициента α эф для различных систем нагревателей приведены в табл. 2.9.

Коэффициент черноты некоторых материалов

Материалы нагревателей :
Нихром
Хромель
Карборунд
Дисилицид молибдена
Молибден
Вольфрам
Тантал
Ниобий
Платина
Плотный графит

Материалы футеровки:
Кирпич шамотный
Кирпич динасовый
Кирпич магнезиальный
Кирпич строительный

Материалы тиглей:
Окисленная сталь
Неокисленная сталь
Окисленная медь
Неокисленная медь
Титан
Окисленное серебро
Оксид алюминия плотный
Оксид магния плотный
Стекло

Значения коэффициента α эф для различных систем нагревателей

Проволочная спираль на полочке, t / d = 2

Проволочная спираль на трубе, t / d = 2

Проволочная спираль в балках, t / d = 2

Проволочный зигзаг, е / d = 2,75

Ленточный зигзаг, е / d = 0,9

Ленточный зигзаг в балках или выемных рамках, е / d = 0,9

Изделие внутри спирального нагревателя

Все другие геометрические соотношения мало влияют на удельную поверхностную мощность, поэтому при расчете нагревателя их не учитывают.

Рис. 2.4. Значение α г для проволочного
спирального нагревателя

Рис. 2.5. Значение α г для проволочного
зигзагообразного нагревателя

Рис. 2.6. Значение ε г для ленточного
зигзагообразного нагревателя

где F з – площадь поверхности загрузки, обращенная к нагревателю;

F ст – площадь поверхности стен камеры печи, занятая нагревателями.

Зависимость α с от с пр показана на рис. 2.7.

Коэффициент α р учитывает влияние размеров загрузки на величину удельной поверхностной мощности. Значение этого коэффициента определяют как функцию отношения (рис. 1.2.8). Когда > 0,8, поправку на размер загрузки не вносят (т. е. α р = 1). При Т з » Т п и поправку на α р и α с не берут.

Рис. 2.7. Зависимость α с от с пр

Рис. 2.8. Зависимость α р от

Расчет размеров нагревателей

При расчете нагревательных элементов ЭПС, работающих при температуре выше 600 0 С, исходят из ряда предпосылок:

– вся забираемая электропечью из сети мощность N ц выделяется в ее нагревательных элементах в виде тепла, при этом питающее напряжение U постоянно:

Для определения размеров нагревателя необходимо найти соотношения между его геометрическими и электрическими параметрами. Для нагревателя круглого сечения (проволока, стержень и т. п.) диаметром d эти соотношения описываются уравнениями:

где М – масса нагревателя;

r н – плотность материала нагревателя.

Используя в уравнениях (2.8), (2.9), (2.11), (2.12) в качестве W допустимую удельную поверхностную мощность, находим предельные минимальные значения массивности нагревателя.

Расчет геометрических размеров нагревательных элементов можно использовать для сравнения экономической целесообразности применения той или иной системы нагревателей. Например, можно сравнить капитальные затраты на материал, просчитав несколько вариантов систем нагревателей; можно сравнить эффективность различных электрических схем включения нагревателей, варьируя напряжением и сопротивлением отдельных фаз; можно выбрать оптимальное размещение нагревателей в рабочей зоне печи, найдя оптимальное соотношение длины и сечения нагревателя; можно подобрать электрические параметры для достижения заданной толщины нагревателя (заданного срока его службы) и т. д.

Рис. 2.9. Зависимость допустимой удельной поверхностной
мощности нагревателей из ДМ от температуры печи:
1 – при непрерывном регулировании; 2 – при релейном регулировании

Определение ориентировочного срока службы нагревателей

В процессе эксплуатации нагреватели «стареют», т. е. изменяют свои электрические параметры, что в конечном итоге приводит к необходимости их замены. Например, у нагревателей из хромоникелевых сплавов во время их работы в окислительной атмосфере увеличивается толщина окисленного слоя и уменьшается площадь токопроводящего сечения. Если принять скорость окисления v ок постоянной во времени, тогда для круглого нагревателя

где n – отношение площади сечения окисленного слоя к первоначальной площади сечения нагревателя;

t – время работы нагревателя.

Для ленты прямоугольного сечения:

Скорость окисления v ок для некоторых сплавов приведена на рис. 2.10.

– для нагревателя круглого сечения:

– для ленточного нагревателя:

Рис. 2.10. Зависимость скорости окисления
от температуры нагревателя для различных сплавов:
1 – Х15Н60; 2 – Х25Н20; 3 – Х15Н60-Н; 4 – Х20Н80ТЗА;
5 – Х20Н80Т; 6 – Х20Н80; 7 – Х20Н80-Н

Срок службы нагревателей из железохромалюминиевых сплавов определяется уменьшением концентрации алюминия в их составе. Предельным состоянием сплава является момент, когда концентрация алюминия упадет до 1%. Для определения t с этих нагревателей используют уравнение:

где t с1 – срок службы нагревателя диаметром 1 мм.

где – площадь поперечного сечения нагревателя; – периметр поперечного сечения нагревателя.

На рис. 2.11 приведены значения t с1 для ряда железохромоалюминиевых сплавов.

Срок службы нагревателей, работающих в различных средах, может быть рассчитан по такому же принципу, если известна скорость окисления, коррозии, изменения химического состава и электрических свойств материала нагревателя в этих средах. Скорость коррозии ряда металлических сплавов в углеродсодержащих средах приведена в [4], там же можно найти скорости испарения W, Mo, Nb и Ta в вакууме при различных температурах.

Из формул (2.16)–(2.18) видно, что срок службы нагревателя тем больше, чем больше его диаметр или толщина. Следует также отметить, что на работу нагревателя с большим сечением меньше оказывают влияние дефекты сплава, из которого он изготовлен.

Рис. 2.11. Срок службы нагревателей из проволоки диаметром 1 мм
в зависимости от температуры для различных Fe–Cr–Al-сплавов:
1 – Х23Ю5; 2 – Х23Ю5Т; 3 – Х27Ю5Т

При выборе материала нагревателя и его сечения обычно ориентируются на такие условия эксплуатации, при которых срок его службы будет ориентировочно равен 10 000 ч.

Порядок расчета нагревателей

Порядок расчета нагревателей ЭПС определяется характером заданий: исходными данными и целью расчета. Рассмотрим ряд возможных вариантов:

При такой схеме расчетов рекомендуется рассчитать несколько возможных вариантов материалов нагревателя и его конструкций и выбрать оптимальный (из соображений экономики или удобств эксплуатации).

2. В ряде случаев расчет ведут в обратном порядке: выбирают материал и массивность нагревателя, а затем по температуре, рекомендуемой для выбранного материала и сечения, приближенно определяют максимальную удельную мощность. По известной мощности печи и рассчитанной W д определяют необходимую площадь поверхности для размещения нагревателей, после чего конструируют рабочее пространство печи и ее теплоизоляцию.

3. В печах с низкой удельной мощностью на выбор нагревателей не оказывает существенного влияния площадь поверхности рабочего пространства печи. В этом случае для расчета нагревателей можно задаться экономически целесообразным сроком службы нагревателей (например, 1 год или равным сроку амортизации печи) и наиболее выгодными электрическими параметрами.

Источник