שיטות משוערות לחישוב תנורי חימום

בחישובים מעשיים, הם משתמשים לרוב בשיטות משוערות לחישוב מחממים, המבוססות על שימוש בנתונים ניסיוניים (בצורת טבלאות או תלות גרפית), המשקפים את הקשר בין זרם העומס (In), טמפרטורה, ממדי חתך ו קוֹטֶר. תלות גרפית או נתונים טבלאיים מתקבלים עבור תנאים מסוימים (סטנדרטיים) כאשר החוט נמתח אופקית באוויר שקט בטמפרטורה של 293 K.

טמפרטורת פני השטח בפועל Td מובאת ל-Tp המחושב (טבלה) באמצעות גורמי הצמח והסביבה:

כאשר ק"מ ו-kc הם גורמי התקנה וסביבה. עבור תנאים סטנדרטיים kM = kc = 1.

גורם ההתקנה לוקח בחשבון את ההידרדרות של העברת החום פנימה דוד אמיתי בהשוואה לתנאים הסטנדרטיים שבהם התקבלו הנתונים בטבלה (ק"מ ≤ 1).עבור ספירלת תיל באוויר דומם ק"מ = 0.8 ... 0.9, עבור ספירלה על מסגרת בידודית (מוט) ק"מ = 0.7, עבור ספירלה או חוט בגוף חימום, רצפה מחוממת חשמלית, אדמה, פאנל ק"מ = 0.3 … 0.4.

גורם הסביבה אחראי לשיפור בהעברת החום בהשוואה לתנאים הסטנדרטיים עקב השפעת הסביבה המחוממת (kc ≥1). עבור סליל תיל, חוט באוויר נע kc = 1.1 … 4.0, עבור תנורים בעיצוב מוגן ואטום במים שקטים kc = 2.5, עבור תנורים במים נעים kc = 2.8 … 3. הערכים של kc וק"מ עבור הפעלה אחרת התנאים ניתנים בספרות ההתייחסות.

עומסים מותרים על חוט ניכרום תלוי אופקית באוויר שקט בטמפרטורת התכנון

הטמפרטורה בפועל של ההתנגדות (מוליך) בתנורי חימום מסוג פתוח נקבעת על פי התנאים הטכנולוגיים של המדיום המחומם. אם הטמפרטורה של משטח העברת החום של המחמם אינה מוגבלת על ידי המדיום המחומם, אזי הטמפרטורה בפועל של התנגדות החימום נלקחת מהמצב Td ≤ Tmax (Tmax היא הטמפרטורה המקסימלית המותרת של המחמם (מוליך)).

על פי התוכנית המקובלת לחיבור המחממים, החוזק הנוכחי של דוד אחד נקבע על ידי הנוסחה

כאשר Pf הוא הספק הפאזה של ה-ETU, W, Uph הוא מתח הפאזה של הרשת, V, Nc הוא מספר הענפים המקבילים (מחממים) לפאזה.

לפי Tr ו-In, שטח החתך והקוטר נקבעים מטבלאות הייחוס.

האורך הנדרש, מ', של חוט החימום לכל קטע (מחמם) נמצא על ידי הביטוי

כאשר ρt הוא ההתנגדות החשמלית של החוט בטמפרטורה בפועל, Ohm-m.

מעניינות מעשית שיטות חישוב המשמשות במפעלים מיוחדים בייצור תנורי חימום אטומים הרמטית (TEN)... הנתונים הראשוניים לחישוב גוף החימום הם:

• חוזק מדורג

• מתח מחמם,

• אורך פעיל של הקליפה שלו

• סביבה מחוממת.

עשרה פרמטרים של מעטפת

סליל לגופי חימום מחושב ברצף הבא:

1. על פי ההספק המדורג והאורך הנפרש לפי טבלת ההתייחסות, בחר את המשטח הפעיל הנדרש של המחמם וקבע את שטף החום הספציפי של פני השטח, W/cm2, על המשטח החיצוני של בית התנור:

זרם החום המחושב לא יעלה על הערך המרבי המותר, כלומר. Fa ≤ Fa.dop.

2. קבעו מראש את הקוטר, מ"מ, של התנגדות החימום (מוליך)

כאשר Fa.dop.pr - זרימת חום סגולית מותרת על פני המוליך, W / cm2. הערך של FA add.pr נלקח לפי טבלת ההתייחסות, בהתאם לסביבת העבודה ואופי החימום.
על פי ספרי העיון, נמצא הקוטר הקרוב ביותר של החוט, גדול יותר ביחס למבחר.

שטף חום ספציפי מותר על פני המחמם והמוליך

פרמטרים של חוט nichrome (X15P60)

3. התנגדות נומינלית, אוהם, סלילים בטמפרטורת הפעלה

4. התנגדות נומינלית, אוהם, סלילים ב-293 K

5. התנגדות סליל מתפתל

כאשר kos הוא מקדם הלוקח בחשבון את השינוי בהתנגדות המוליך כתוצאה מלחיצה בשיטת המעטפת.

6. אורך פעיל, מ', חוט חימום

כאשר Rl הוא ההתנגדות החשמלית של 1 מ' של חוט, אוהם / מ'

7. זרימת חום ספציפית בפועל, W/cm2, על פני חוט החימום

כאשר Al הוא שטח הפנים של 1 מ' חוט חימום, cm2 / m.

אם Fa.pr> Fa.dop.pr, אז יש צורך להגדיל את קוטר החוט.

8. המספר הפעיל של סיבובי ספירלה

כאשר lw הוא אורך הסיבוב הסליל, מ"מ.

9. המספר הכולל של סיבובי הספירלה, תוך התחשבות בפיתול הדרוש בקצוות מוטות המגע בכמות של 10 סיבובים לקצה המוט

10. גובה הספירלה, מ"מ, לפני המעטפת

כאשר lad הוא האורך הפעיל של המחמם לפני הדיור, מ"מ.

הערך המחושב של lsh נבדק מול התנאים:

11. אורך כולל של ספירלה