> Энциклопедический словарь Гранат, страница > Эл

Эл

Эл. тепловой расчет приборов с металлическими сопротивлениями. Коэффициенты теплопроводности материалов и тепло перехода,—величины, которые почти целиком определяют собой тепловой режим прибора,—претерпевают значительные изменения в зависимости от целого ряда факторов. Высокая степень способности тепловой энергии к растеканию во все стороны ограничивает возможности управления тепловыми потоками. Передача тепла тремя путями: кондуктив-ностью, конвекцией и излучением ведет к очень большому числу комбинаций в условиях теплопередачи. В результате этого расчеты эл. тепловых приборов носят приближенный характер, требуя для уточнения постановки специальных экспериментов, и для их выполнения не существует универ сального метода. Ниже ограничиваемся, поэтому, описанием расчета по методу коэффициента монтажа

Расчет прибора в челом. Обычно задача ставится так: требуется построить прибор, который некоторое тело весом Р кг с удельной теплоем-к калкостью С -g0Q- нагревал бы с начальной температуры 60 (3С) до конечной 0 за время в ь час. Необходимо опре-

! делить мощность нагревателя IV, | удельный расход энергии Ек) и коэффициент полезного действия--| материал, форму, сечение и длину металлического сопротивления. Для определения мощности прибора, необходимо знать энергию потерь, но последняя зависит от первой. Для выхода из затрудмен ия при и редваригельном расчете величиной к. н. д.~ прибора надо задаться. Тогда мощность найдется из ф-лы:

TF:

СР (е.—во) 860 ч t

квт

Ш

I (860—коэффициент перехода от кило-i калорий к кнловаттчасам; 1 квч --! =ьб0к/кал.). Исходя из фо| мы и объёма | объекта нагрева, устанавливаются I форма и размеры рабочего простран-Iстеа (рабочей поверхности) прибора.

| Выбираются способ расположения и j топ эл. нагревательных элементов, j Устанавливаются число отдельных : сопротивлений (элементов)—ее, мощ-

! w

I ность единичного— w

п

-и спосои эл.

! соединения элементов между собой.

; Фиксируется величина напряжения на клеммах элементов—г.

I Расчет сопротивления (элемента), j Длина I и сечение s сопротивления не могут быть непосредственно определены из теоретических ф л.Существует лишь формула, устанавливающая взаимозависимость I и 5, которая может быть написана в следующем виде:

1 =

V-S

[2]

Р [1 ~та (Гс — Т{})]

(здесь Тс — темпер.сопротивленияв°С; !Г0—температура, к которой относится р; а—температ. коэфф.) Необходимо поэтому одну из величин / или —определить косвенным путем. Практически определяют s. Существует ряд таблиц (вылущенных фирмами, поставляющими материалы сопротивления), дающих связь величин: диаметра проволоки сопротивления cl, силы тока—I и температуры — £с, составленных для случая проволоки, расположенной горизонтально в спокойном воздухе и свободно отдающей тепло. Извлечение из одной из подобных таблиц дается ниже.

Таблица V. Взаимозависимость диам. проволоки, силы I р в завНСИМОСТИ ОТ ОТНОШеНИЯ

тока и ДпТМ фирмы ! ширины ленты а к ее толщине Ь даются

: |след, таблицей:

d пров. миллиметров		Сила		тока при		тем i ер ату ре
200»С |		400 1		600		8.;0
		7,2 !		16 »		27		39,5
		5 |		И				25.7
V		8.8		8,8		13		1К,7
1				6,3		10,1		14.3
0,8 ;		-Д !		Г)		7.8		10,8
0,6		1.7		8.6		5.5		7,5
(.,4		1 !		2,1 !		:.;,з		4,4

Таблица VTT.

аЬ | 2 3		4		о		7		10		25 и более
р 1,15 j 1,2 |		1,25		1.3 1		1,35 1		1.4 |		1 Ц5

Чтобы воспользоваться таблицами в том случае, когда условия охлаждения проволоки не совпадают с табличными, нужно вместо той температуры

Задавшись отношением и получивзначение V по выбранной Тс, находятиз таблиц величину d и по ней сечение т.Ф

ленты: s — ab — , Наконец, находятся стороны сечения: авзять фиктивную температуру Тс ~=mTr Здесь „еп“—т. наз. „коэффициент монтажа“, учитывающий специфические условия охлаждения проволоки. Величина его для некоторых случаев дается след, табличкой:

Таблица VI.

-/(

“) }

А

а

Род конструкции

Приборы без тепловой изоляция (проволочные спирали в спокойном воздухе) 0,8

Приборы со слабой теплов. изол. (проволока, навитая яаогнеупорный держатель в воздухе)0,6—о,7

Приборы со средней теплов. изол. (еопро-тлв Юнне между 2-мя изолирующимислоями) 0,5

Прнбоиы о мощной тепловой изоляцией (трубчатке печи со слоем изоляции в несколько раз большим диаметра j рабоч. п; осгранства). .| 0,3—0,4

Т. обр., остановившись на определенном материале сопротивления, выбрав температуру Тс и установив примерное значение коэфф. монтажа т, находят диаметр проволоки d и далее по ф-ле

(2) длину L В случае, когда берется не проволока, а лента, способ расчета остается тот же, но вводят еще т. наз. коэффициент профиля —р, учитывающий разницу в условиях охлаждения проволоки и ленты. Лента охлаждается лучше проволоки, поэтому при той же температуре получает большую нагрузку.

Соответственно этому в случае ленты исходят не из действительной силы тока I, а из уменьшенной, фиктивной, I / W

силы тока Г=-- J Значе-

Расчет тепловой изоляции. Один из возможных способов расчета таков: выбирают материал изоляции и устанавливают толщину слоя, исходя из конструктивных соображений. После этого высчитывают для проверки достаточности толщины среднюю мощность теплопотерь в окружащую среду, поль

КМ

зуясь ф-лой вида: Wnor=-щ- [кв]

где К—всеобщий коэффициент теплопередачи и ДГ— средняя разность температур рабочего пространства и внешней среды за время нагрева. Выражение для К получается разным для различных типовых условий теплопередачи.

Уточненный расчет прибора. Установив на основе предварительного расчета форму и все основные размеры нагревательного прибора, вычисляют и затем суммируют: 1) полезную затрату энергии и 2) энергию потерь в окружающую среду, энергию, аккумулируемую конструктивными частями прибора (если рассчитывают на пуск с холодного состояния) и энергию всех других видов потерь. Деля сумму на выбранную длительность процесса нагрева в часах, получают уточненную мощность нагревателя, после чего можно соответственно уточнить и размеры сопротивления.

Л итератора. Материалы сопротивлений: Жемчужный и Погодин: „Сплавы для эл. измерит, к нагреват. приборов“1, Л., 1928; „Zeitschr. V. D, I,“, 1994, 2<s 20; „Е1. Wirtsch.-, 1932, № 25. Эл. изоляция: „World Power-, 1928, &7; „Е1. Warme-, 1934, №2;

„Gen- El. Review“, 1933, Mi 9; „The El. Review“, 1926, Ms от 18/VI. Построение элементов: „L’El»ctricien“, l»3l, фев.; „Gen. El. Rev “, 1983, Vs 8; „The El. Rev..

1933, стр. 217; „The El. Times“, 1934, V 2212. Электродной нагрев воды: „Электричество“, 1935, Me S: „В. В. С.—Mitt.“, 1935, март. Hurj еге вольтовой дугой ц индукционный: М. Piram, „Elektrolhermie“, „El. Warme“, 1934, V: 7. Тепловая изоляция: Макаров, „Теория и практика тепловой изоляции“; „Е1. Warme“, 1934, Ws 2 и 6; „Iron Age“, 1934, Me 16. Кон-! трольная аппаратура: Кулъбуш, „Электрические пирометры“; Лахтин, „Приборы для измерения температуры в тепловых у-таповках“. Аппг.ра ура автоматического управления: „Siemens-Ze;tschr.“, 1931, Vs 10; „Е1. Warme“, 1934, Ms 10; „Gen. El. Rev.“,

1934, Ms 5; „Электриф. c. 1935, Ms 2; „Электричество“, 1935, Vs 5. Эл. тетовые приборы и установки: а) промышленные: Сибилев, „Эл. печи“; Pirani, „Elektrothermie44; Kratochwil, „Elektrowarnie-verwertuig“; „Е1. Warme“, 3924,Ms 5; б) селы“ко->.оз.: „Энергетическое обозрение4, 1931, Ms 8; „С. R. E. A. Bulletin14 (Chicago), 193!, нгябрь; „Электрификация сельск. хозяйства44, 1933, Ms 1;,Z. V. D. J“, 1932, Vs 15; „Е1. Verwertung“, 1932/33, V 4/5: „Е1. Yerw.“, 1934/35, Ms 2; в) бытовые: „Т. Inst. El. Eogrs.44, 1931, сент., и 1935, май (отопление): Harry, „Е1. Gross-kiiche in dor Schweiz“; „Е1. Wirtsehaft“, 1931, ноябрь (кухни); „Г. Inst. El. E.“, 1928. Ms 378 (хлебопечьние)» „Электриф. с. x.“, 1932,Ms5/3 (содоподогрев); Драбкин, „Электрификация быта за границей“. Расчет эл. нагревателей: „Bull. Schweiz, El. Ver.“, 1923, Ms 9; „L4EleotnVien“, 1929, Vs 1461; „Электричество“, 1930, Ms 19; „Schweiz. Tethn. Zeitschr.44, 1919, W 39 и 40;,L‘Electricien“, 1933, Vs 1578. _

В. Смирное.