Проектирование установки для сушки ТЭД без выкатки. Расчет мощности электрических нагревателей

2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ СУШКИ ТЭД БЕЗ   ВЫКАТКИ

2.1 Назначение

Установка рисунок 1 предназначена для удаления нагретым воздухом влаги с изоляции и деталей тяговых двигателей под локомотивом. Работает установка в основном в зимний период, когда при вводе электровоза в депо двигатели отпотевают или когда сопротивление изоляции двигателя понижено.

Установка для сушки тяговых двигателей на локомотиве состоит из калорифера, шкафа управления, воздухопроводов к ремонтным стойлам, где производится сушка тяговых двигателей и выполнена с подключением калорифера от деповской силовой сети напряжением 380 В, ток переменный;

Калорифер сварной конструкции состоит из трех частей: крыши с установленным на ней вентилятором и электродвигателем; средней части, в которой расположены нагревательные элементы; нижней части трубопровод.

Воздух прогоняется вентилятором сквозь ящики с нагревательными элементами и направляется по воздухопроводу к тяговым двигателям локомотива.

Для осмотра нагревательных элементов в средней части калорифера имеются крышки. Внутри калорифера установлено струйное реле для контроля скорости воздушного потока и датчик электроконтактного термометра (контроль температуры подогретого воздуха при выходе из калорифера). Электроконтактный термометр укрепляют рядом с калорифером на стене цеха для того, чтобы на него не действовали вибрации вентилятора и контакторов, Шкаф управления сварной конструкции из тонколистовой стали имеет спереди дверь и приборную панель. На панели размещены вольтметр, амперметр, пакетные выключатели и переключатель, сигнальные лампы, кнопки управления. Внутри шкафа смонтированы электропневматические контакторы, предохранители, магнитные пускатели, рубильник, реле времени, промежуточные реле, трансформаторы тока и напряжения, селеновый выпрямитель, конечный выключатель.

Воздухопровод рисунок 1, изготовленный из асбоцементных труб диаметром 400 и 200 мм, укладывают вдоль канав ниже уровня пола на расстоянии 470 мм от головки рельса до оси трубы. Соединения труб с калорифером и в местах поворота воздухопровода выполнены из тонколистовой стали.

Воздухопровод должен быть теплоизолирован. Для этого трубы укладывают в специальные каналы и засыпают шлаком или другим теплоизоляционным материалом, а сверху закрывают плитами.

2.2 Расчет мощности электрических нагревателей

Так как нагрев двигателя производится  воздухом, рассчитаем количество тепла, которое необходимо затратить для нагрева изделия до температуры 150 ⁰С.

Полезное тепло, идущее на нагрев изделия  в печи, определяется по формуле

Q_в = c_вL(t_вн – t_нар), где c_в – средняя удельная теплоёмкость воздуха, кДж/(м³ ºС),

c_в = 1,3 кДж/(м³ ºС);

L –производительность вентилятора, м³/с;

t_вн – температура внутри установки, ºС ; t_вн = 150 ºС;

t_нар –  температура снаружи установки, ºС ; t_нар = 16 ºС.

Q_в =

Мощность электрического нагревателя, кВт

Р_п =

где 1,3 – коэффициент запаса, учитывающий неучтенные потери тепла;

t – время, с.

Р_п = кВт.

Мощность одного калорифер, кВт

Р_к =

где n – количество калориферов, n = 2.

Р_к =

Мощность одной фазы калорифера, кВт

Р_ф =

Р_ф =

Рисунок 2.1 – Конструкция трубчатого электронагревателя.

ТЭН 85А13/0,8О127.

Параметры ТЭНа:

диаметр, мм............................................................................................................ 13

активная длина, мм.......................................................................................................... 770

номинальная мощность, кВт........................................................................................................ 0,83

номинальное сопротивление, Ом....................................................................................................... 20,16

номинальный ток, А............................................................................................................. 6,3

допустимая удельная поверхностная мощность, Вт/см²................................................................................................... 2,54

Активная площадь нагревателя, см²

,

 см².

Определяем минимально допустимую поверхность нагревателей калорифера, см²

, где P_ф – мощность одной фазы калорифера, Вт;

W_доп – допустимая удельная поверхностная мощность ТЭНа, Вт/см².

 см².

Живое сечение калорифера, м²

S_ж =

S_ж =  м².

Количество ТЭНов на фазу в калорифере, n_т, шт

n_т = ,

n_т =  шт.