Выбор мощности и количества ТЭН

Для обеспечения симметричной нагрузки по фазам калорифер комплектуют тремя секциями по числу фаз. Следовательно, общее количество ТЭН должно быть кратно трем и обеспечивать расчетную мощность.

Мощность, приходящуюся на одну фазу:

 

 , Вт,                                  (4.3)

 

где: n – количество ТЭН в секции, P_ТЭН – мощность одного ТЭН.

В табл.4.2 приведены технические характеристики ТЭН, применяемых в электокалориферах. С учетом (4.3) выбираем мощность и количество ТЭН из табл. 4.2. Для дальнейшего расчета необходимо привести все характеристики выбранного ТЭН.

Таблица 4.2. Технические характеристики ТЭН (ГОСТ 13268-88)

Условное обозначение нагреваемой среды	Нагреваемая среда	Характер нагрева	Удельная мощность, Вт/см2, не более	Материал оболочки ТЭН	Диаметр ТЭН (мм)	Максимальная мощность ТЭН (кВт)
S	Воздух и прочие смеси газов	Неподвижный газ до 400 оС	2,2	Углеродистая сталь	8.5	0.53
					10	0.62
					13	0.8
Т	Воздух и прочие смеси газов	Неподвижный газ до 400 оС	5,0	Нержавеющая жаропрочная сталь	8.5	1.2
					10	1.4
					13	1.8
R	Воздух и прочие смеси газов	Газы, движущиеся со скоростью не менее 4,5 м/с, до 450 оС	3,5	Углеродистая сталь	8.5	0.85
					10	1.0
					13	1.3
N	Воздух и прочие смеси газов	Газы, движущиеся со скоростью не менее 4,5 м/с, до 450 оС	5,1	Нержавеющая жаропрочная сталь	8.5	1.25
					10	1.5
					13	1.9
O	Воздух и прочие смеси газов	Газы, движущиеся со скоростью не менее 6,0 м/с, до 450 оС	5,5	Углеродистая сталь	8.5	1.4
					10	1.6
					13	2.0
K	Воздух и прочие смеси газов	Газы, движущихся со скоростью не менее 6,0 м/с, до 450 оС	6,5	Нержавеющая жаропрочная сталь	8.5	1.7

 

 Общее количество нагревательных элементов в трех секциях

 

N _общ = 3 · n                                                  (4.4)

 

Уточненная общая мощность нагревателей в ЭКУ с учетом выбранных мощности и количества ТЭН составит:

 

Р _к = N _общ ∙P _тэн, Вт                                      (4.5)

 

Все дальнейшие расчеты проводятся с использованием уточненной мощности Р _к.

Расчет рабочей температуры на поверхности наиболее нагретого ТЭН на выходе калорифера

Мощность теплоотдачи конвекцией зависит от разности температур поверхности ТЭН и проходящего воздуха (t_т – t₂), площади поверхности ТЭН и коэффициента теплоотдачи конвекцией α, Вт/м²∙°С

 

                           (4.6)

 

Следовательно, температура поверхности наиболее нагретого ТЭН

 

 , ^оС,                                           (4.7)

 

где: α – коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/м²∙°С,

- площадь поверхности одного ТЭН, м²;

Диаметр ТЭН d _тэн приведен в табл. 4.2, а длину ТЭН l _тэн можно ориентировочно принять равной 1 м.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией α можно определить по рис.4.2, зная скорость потока воздуха Ʋ, м/с и диаметр ТЭН d _тэн, мм. Скорость потока воздуха зависит от необходимого воздухообмена L и площади проходного сечения калорифера S _К:

 

 , м/с,                                                (4.8)

 

 

Рис. 4.2 Коэффициент теплоотдачи конвекцией нагревателей электрокалориферов и электропечей с принудительной циркуляцией воздуха в поперечном воздушном потоке

Выбор вентилятора

 Зная необходимую величину воздухообмена L, м³/с, определяют часовую производительность вентилятора

 

Q = 3600· L, м³/ч                                       (4.9)

 

По производительности вентилятора из табл.4.3 выбирают подходящий вентилятор и приводят его характеристики в отчете. Производительность вентилятора зависит от многих факторов и изменяется внутри заданного диапазона. Не имея возможности учесть все факторы, приближенно считаем, что производительность выбранного вентилятора соответствует заданному воздухообмену L.

Табл.4.3 Технические характеристики вентиляторов

Вентилятор	Электродвигатель		Параметры		Масса, не более кг
	Тип	Мощность / частота вращения, кВт/мин-1	Производительность, х103 м3/ч	Полное давление, Па

ВР-80-75-2,5