РАСЧЕТ НАГРЕВАТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА

 

Расчет электронагревательного элемента (спирали, ТЭНа) производится для периода с наибольшим (соответственно и большей мощностью) – как правило, для периода разогрева.

Электрическая мощность одного ТЭНа ( ) или спирали ( ) определяется по формуле

, (9.3)

где – число ТЭНов или спиралей в данном аппарате (по технической характеристике), которое задается из следующих условий:

1) с целью регулирования теплового режима при трехфазном напряжении n кратно 3;

2) мощность ТЭНов, используемых в ТА, находится в пределах = 0, 2…5 кВт, т. е. необходимо выполнить условие кВт.

 

 

Рассчитываем активную длину трубки, см:

где наружный диаметр трубки, см ( рекомендуемые диаметры в мм: 6, 5; 8, 0; 8, 5; 9, 5; 10, 0; 13, 0; 16, 0);

удельная мощность на поверхности трубки ТЭНа (см. прил. 2 - а)

Рассчитываем полную длину трубки ТЭНа после опрессовки:

 

 

где длина контактного стержня трубки ТЭНа, см ( рекомендуемая 40; 65; 100 мм)

Определяем длину трубки ТЭНа до опрессовки, см:

где коэффициент удлинения трубки ТЭНа в результате опрессовки методом отсадки (

Рассчитываем ток потребляемый одним ТЭНом, А:

где номинальное напряжение ТЭНа, Вт (220 Вт)

Рассчитываем электрическое сопротивление проволоки ТЭНа, Ом:

Рассчитываем электрическое сопротивление проволоки внутри трубки до опрессовки, Ом:

где коэффициент изменения электрического сопротивления проволоки в результате опрессовки методом отсадки (

Определяем длину проволоки спирали, м:

где диаметр проволоки спирали, мм

удельное сопротивление спирали ( )

Определяем диаметр проволоки спирали и задаемся диаметром стержня намотки спирали (для d = 0.2- 0.7 мм d_ст = 6-9 мм, для d= 0, 8 – 1 мм d_ст = 4-6 мм)

(10.8)

Проволочную спираль навивают на стержень требуемоего диаметра. При навивании на стержень средний диаметр витка увеличивается примерно на 7 % ввиду пружинности проволоки. Поэтому длина одного витка спирали в среднем равна, мм:

 

Определяем число витков спирали, шт:

Рассчитываем расстояние между витками, мм:

Определяем коэффициент шага спирали, мм:

Шаг витка проволочной спирали, мм

Потребное количество проволоки для одного ТЭНа:

(

)

*

*

+

=

в

потр

l

l

l

 

Находим геометрические характеристики спирали для определения перепада температуры в изоляционном слое:

где диаметр проволоки спирали, мм

внутренний диаметр трубки ТЭНа, мм

(10.14)

где толщина стенки трубки после опрессовки (

диаметр витка спирали, мм

По монограмме (прил. 3) определяют перепад температуры в изоляционном слое на единицу теплового потока при известной величине коэффициента теплопроводности изоляции

 

Определяем удельный тепловой поток на единицу длины ТЭНа, :

Определяем перепад температуры в изоляционном слое, :

Определим рабочую температуру спирали, :

(Сравнить с рекомендуемой, рекомендуемая рабочая температура спирали 950 , максимальная 1150 )

 

По образцу сделать условное обозначение рассчитанного ТЭНа используя полученные выше характеристики.

 

Структура условного обозначения ТЭНа:

 

ТЭН-L-Lк-D/P_тХU,

 

где:

ТЭН – трубчатый электронагреватель;
L – полная длина трубки ТЭНа, см
L_к – буквенное обозначение заделки контактного стержня Lк (табл. 1 приложение 13)
D - диаметр оболочки ТЭНа, мм;
/ - разделитель;
Р_т - номинальная мощность, кВт;
Х – буквенное обозначение нагреваемой среды и материала оболочки ТЭНа (табл. 2 приложение 13)

U - номинальное напряжение, В.

Пример обозначения ТЭНа:

 

ТЭН-100-A-13/3, 5J220

где:
100 - развернутая длина ТЭН по оболочке, см;
А - обозначение заделки контактного стержня (табл.1);
13 - диаметр оболочки ТЭН, мм;
3, 5 - номинальная мощность, кВт;
J - нагреваемая среда – вода; материал оболочки - нержавеющая сталь; (табл. 2);
220 - номинальное напряжение, В.

 

Расчитать максимальную мощность ТЭНа

Площадь активной поверхности: см²:

(10.18)

где: длина оболочки ТЭН по окружности.

Максимальная мощность Рмах, кВт:

(10.19)

выбирается по таблице 3 приложения 13

Максимальная мощность ТЭНа не должна превышать 5, 65 кВт.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

1. Единая система конструкторской документации Под ред. Говердовской Р.Г.– М.: Издательство стандартов, 2004. – 160 с.

2. Теплофизические характеристики пищевых продуктов: справочник / под ред. А. С. Гинзбурга. – М.: Пищевая пром-сть, 1990.

3. " Оборудование предприятий общественного питания Тепловое оборудование Том(часть) 2.: Учебник для студ. высш. учеб. заведений - (" Высшее профессиональное образование-Пищевое производство" ) (ГРИФ) /Кирпичников В.П., Ботов М.И." - М.: Академия. 2010. -496 с.

4. Беляев М. И. Оборудование предприятий общественного питания / М. И. Беляев. – М.: Экономика. 1990. – Т. 3. – 559 с.

5. Дорохин В. А. Тепловое оборудование предприятий общественного питания / В. А. Дорохин. – Киев.: Вища шк., 1987. – 406 с.

6. Белобородов В. В. Тепловое оборудование предприятий общественного питания / В. В. Белобородов, Л. И. Гордон. – М.: Экономика, 1983. – 304 с.

7. Кирпичников В. П. Справочник механика. Общественное питание / В. П. Кирпичников, Г. Х. Леенсон. – М.: Экономика, 1990. – 382 с.

8. Оформление дипломных и курсовых проектов: Метод.указания для

студентов спец. 260501.65 «Технология продуктов общественного питания»

всех форм обучения» / Сост. Е.О. Никулина; КГТЭИ; Кафедра технологии и организации питания. – Красноярск. 2004 – 45 с.

9. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / А. Г. Касаткин. – М.: Химия, 1971. – 784 с.

10. Литвина Л. С. Тепловое оборудование предприятий общественного питания / Л. С. Литвина, З. С. Фролова. – М.: Экономика, 1980. – 248 с.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

 

Прил 2

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться: