Przybliżone metody obliczania grzejników

W praktycznych obliczeniach często stosują przybliżone metody obliczania grzejników, oparte na wykorzystaniu danych eksperymentalnych (w postaci tabel lub zależności graficznych), które odzwierciedlają zależność między prądem obciążenia (In), temperaturą, wymiarami przekroju i średnica. Graficzne zależności lub dane tabelaryczne uzyskuje się dla pewnych (standardowych) warunków, gdy drut jest rozciągany poziomo w nieruchomym powietrzu o temperaturze 293 K.

Rzeczywistą temperaturę powierzchni Td doprowadza się do obliczonej Tp (tabelarycznej) przy użyciu czynników zakładu i środowiska:

gdzie km i kc to czynniki instalacyjne i środowiskowe. Dla warunków standardowych kM = kc = 1.

Współczynnik instalacji uwzględnia pogorszenie wymiany ciepła w prawdziwy grzejnik w porównaniu ze standardowymi warunkami, w których uzyskano dane tabelaryczne (km ≤ 1).Dla spirali drucianej w nieruchomym powietrzu km = 0,8 ... 0,9, dla spirali na ramie izolacyjnej (pręcie) km = 0,7, dla spirali lub drutu w elemencie grzejnym, ogrzewanej elektrycznie podłodze, glebie, panelu km = 0,3 … 0,4.

Współczynnik środowiskowy uwzględnia poprawę wymiany ciepła w porównaniu z warunkami standardowymi dzięki wpływowi ogrzanego środowiska (kc ≥1). Dla zwoju drutu, drutu w poruszającym się powietrzu kc = 1,1 … 4,0, dla grzejników konstrukcji zabezpieczonej i uszczelnionej w wodzie stojącej kc = 2,5, dla grzejników w wodzie ruchomej kc = 2,8 … 3. Wartości kc i km dla innych parametrów eksploatacyjnych warunki podane są w literaturze przedmiotu.

Dopuszczalne obciążenia drutu nichromowego zawieszonego poziomo w nieruchomym powietrzu w temperaturze projektowej

Rzeczywista temperatura rezystancji (przewodu) w grzejnikach otwartych jest określona przez warunki technologiczne ogrzewanego medium. Jeżeli temperatura powierzchni wymiany ciepła grzałki nie jest ograniczona przez ogrzewany czynnik, to rzeczywistą temperaturę rezystancji grzewczej przyjmuje się z warunku Td ≤ Tmax (Tmax to maksymalna dopuszczalna temperatura grzałki (przewodu)).

Zgodnie z przyjętym schematem podłączenia grzejników, natężenie prądu jednego grzejnika określa wzór

gdzie Pf to moc fazowa ETU, W, Uph to napięcie fazowe sieci, V, Nc to liczba równoległych gałęzi (grzejników) na fazę.

Zgodnie z Tr i In pole przekroju poprzecznego i średnicę określa się z tabel referencyjnych.

Wymaganą długość, m, drutu grzejnego na odcinek (grzałkę) można znaleźć za pomocą wyrażenia

gdzie ρt jest rezystancją elektryczną drutu w rzeczywistej temperaturze, Ohm-m.

Praktyczne znaczenie mają metody obliczeniowe stosowane w wyspecjalizowanych przedsiębiorstwach przy produkcji hermetycznie zamkniętych grzejników (TEN)... Początkowe dane do obliczenia elementu grzejnego to:

wytrzymałość znamionowa
napięcie grzałki,
aktywna długość jego skorupy
ogrzewane otoczenie.

Parametry powłoki TEN

Cewka do elementów grzejnych oblicza się w następującej kolejności:

1. Na podstawie mocy znamionowej i długości rozłożonej zgodnie z tabelą referencyjną wybrać wymaganą powierzchnię czynną grzejnika i określić właściwy powierzchniowy strumień ciepła, W/cm2, na zewnętrznej powierzchni obudowy grzejnika:

Obliczony przepływ ciepła nie może przekraczać maksymalnej dopuszczalnej wartości, tj. Fa ≤ Fa.dop.

2. Określ średnicę, mm, rezystancji grzewczej (przewodu)

gdzie Fa.dop.pr — dopuszczalny właściwy przepływ ciepła na powierzchni przewodnika, W / cm2. Wartość FA add.pr przyjmuje się zgodnie z tabelą referencyjną, w zależności od środowiska pracy i charakteru ogrzewania.
Według podręczników znajduje się najbliższa średnica drutu, większa w stosunku do asortymentu.

Dopuszczalny właściwy strumień ciepła na powierzchni grzejnika i przewodnika