Расчет производится в два этапа:
1 этап — рассматривается система "нагреваемая садка — труба (муфель)", где садка — тепловоспринимающая поверхность, а труба (муфель) — теплоизлучающая. На этом этапе, используя потребляемую мощность Nпот, т.е. полученную при расчете теплового баланса, но без коэффициента запаса мощности, рассчитывают реально допустимую удельную поверхностную мощность и температуру стенки трубы или муфеля по формуле (13).
2 этап — рассчитывается система "труба (муфель) — реальный нагреватель". Здесь труба (муфель) — тепловоспринимающая поверхность, а нагреватель — теплоизлучающая. На данном этапе расчета радиантных труб, используя уже установленную мощность одного нагревателя N1, т.е. с учетом коэффициента запаса мощности, определяют его удельную поверхностную мощность. Допустимая удельная поверхностная мощность нагревателей, закрытых муфелем или экраном, определяется так же, как при расчетах печей остальных групп. В любом случае температура тепловоспринимающей поверхности — это температура стенки трубы, муфеля или экрана, рассчитанная на 1 этапе. При расчете труб поверхностью стен Fн, занятых нагревателями, следует считать внутреннюю цилиндрическую поверхность радиационной трубы, обращенную к нагревателю.
Исходные данные: температура нагрева металла tм, 0С, количество труб в печи (зоне) — n, напряжение — U, В; удельное электросопротивление материала нагревателя — rt, мкОм·м. Из расчета теплового баланса известны установленная NSи потребляемая Nпот мощность, кВт. Нагреватели типа проволочный зигзаг или проволочная спираль располагаются по двум противоположным вертикальным или горизонтальным стенкам печи (зоны).
Рассматриваем отдельно стоящие трубы как прямые части проволочного зигзага.
Цель расчета: определить диаметр d и длину lматериала нагревателя и подаваемое на него напряжение.
Рассмотрим порядок расчета ЭПС с радиационными трубами.
1 этап. Рассчитывается система “садка — труба” для определения температуры трубы. Конструктивно принимается число труб n (кратное 3) таким образом, чтобы шаг между трубами eтр (межосевое расстояние) отвечал условию: eтр ³ 2·Dтр.н, где Dтр.н — наружный диаметр трубы, мм. Затем по изложенной выше методике (разд. 3) рассчитывается удельная поверхностная нагрузка трубы w1 через коэффициенты aэф ,aг, aс, aр. Система труб рассматривается как прямые участки проволочного зигзага с aэф = 0,68.
Удельная поверхностная мощность находится по формуле
w1р = Nпот/ (n · p · Dтр.н. · Hтр), Вт/см2 , (18)
где Nпот — потребляемая мощность печи (зоны), Вт;
n — количество радиационных труб в печи (зоне), шт;
Dтр.н — наружный диаметр трубы, см;
Hтр— активная высота или длина трубы, см.
Затем рассчитывается по формуле (13) температура стенки трубы tтр.
2 этап. По методике (разд. 3) рассчитывается система “ труба — нагреватель”. Особенностью является то, что нагреватель находится внутри трубы и оба элемента рассчитываемой системы имеют окисленную поверхность с eн = eтр = 0,8. Поэтомуaс = aр = 1.
Для зигзага его высота Hз = Hтр,, а длина проволоки l = Hтр · nз , где nз — число ветвей зигзага. Так как длина Lз зигзагообразного нагревателя равна Lз =p×Dз (Dз =Dзтр.внутр - 2d, см. рис. 7, а), то приняв четное число ветвей зигзага, которое обычно выбирается из ряда: 10, 12, 14, 16, 18, 20 (на рис. 7, а их показано 12) и задавшись отношением e/d = 2¼3, конструктивно находят шаг зигзага e=(p×Dз)/nз, и по формуле (15) рассчитывают диаметр проволоки d, который должен быть в пределах 4¼7 мм.
Спираль (рис. 7, б) обычно состоит из 2, 4 или 6 секций (nсп), то Lсп=nсп× Hтр. Приняв d=4¼7 мм, Dсп = (4...6) · dи t/d=3,2¼4,8, по формуле (14) рассчитывают длину проволоки l. По принятым значениям e/dили t/d по табл. 2 находят aг, по табл. 1 — aэф.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.