Проектирование специального оборудования для ремонта ТЭД. Расчет электрической печи для сушки якорей и остовов ТЭД. Конструкция печи и её особенности, страница 3

где    повышение температуры воздуха проходящего через  

теплообменник, ^оС;

– температура воздуха поступающего из атмосферы, ^oC.

 °С

,                                             (19)

где – плотность воздуха, кг/м³, при=94°С р = 0,954 кг/м³;

.

Это соответствует мощности полученной по формуле (17).

Расчет нагревательных элементов производим согласно рекомендациям [2]. Расчетные формулы для определения основных размеров нагревателя получаются совместным решением двух уравнений, одно из которых отражает условия теплообмена, а другое дает связь между электрическими параметрами:

                                           (20)

.                                               (21)

где P_H1– мощность нагревателя на фазоветвь, кВт;

U_φ –напряжение на нагревателе, U_φ = 380 В;

F_H–поверхность нагревателя, м²;

w_д – допустимая  удельная   поверхностная   мощность  нагревателя,  Вт/ см² (согласно [20] из графика находим удельную мощность нагревателя, для этого задаемся скоростью прохождения воздуха через нагреватель V = 10 м/с и диаметром нагревателя Д = 0,020м  откуда w_Д=0,03 Bт/м²);

R– сопротивление фазоветви нагревателя, Ом;

L– длина нагревателя на фазоветвь, м;

f–  сечение нагревателя, м²;

удельное электрическое сопротивление материала нагревателя, (согласно рекомендации [12] принимаем материал нагревателя нихром двойной Х20Н80 = 1,8 Ом м²/м).

Принимаем, что число нагревательных элементов калорифера равно 48 штук. Следовательно, мощность одного будет равна

P = 42:48 = 0,875 кВт.

Из уравнения (21), заменяя поверхность нагревателя произведением его периметра Π (м ) на длину (м), получим выражение для длины нагревателя:

                                              (22)

Из уравнения (22) имеем

                                            (23)

Приравнивая эти два выражения и группируя в левой части полученного уравнения члены содержащие размеры сечения, получаем:

                                 (24)

Для нагревателей круглого сечения (проволочных, спиральных, проволочных зигзагообразных и стержневых) имеем:

                                      (25)

откуда расчетный диаметр нагревателя равняется

                                   (26)

 м.

Длина проволоки на фазоветвь определяется по формуле

                                           (27)

 м;

 м.

Длина спирали на фазоветвь

                                (28)

где  n – число витков спирали;

S – шаг спирали м, (согласно [12] ) S≥2d,

 м;

 м.

Основные размеры проволочного нагревателя изображены на рисунке 3.

Рисунок 3 – Схема исполнения проволочного нагревателя

Чертёж электрического калорифера приведён на чертежном листе 4 графической части проекта.

По вычисленным размерам одного нагревательного элемента учитывая, что количество нагревателей устанавливаемых в калорифере равно 48, намечаем габариты калорифера. Нагревательные элементы вставляются в трубы диаметром 0,04 м. Свободное пространство заполняется песком и заливается стеклоэмалью. Прямое соприкосновение нагревательной спирали с нагреваемым воздухом не допускается в целях взрывобезопасного исполнения. Расстояние между трубами нагревательных элементов по внешнему диаметру 0,01 м, по вертикальному и горизонтальным рядам. Основные габариты калорифера:

 м.

Рисунок 4 – Размеры нагревательного элемента

2.1.4 Подбор вентилятора сушильной печи для обеспечения необходимого воздухообмена

Для подбора вентилятора сушильной печи предварительно необходимо рассчитать потери давления в круге обращения воздуха. Для расчета необходимо принять схему расчета. Расчет выполняется по двум кругам обращения. Согласно схеме, приведённой на рисунке 5, первый круг обращения воздуха является наи-большим по длине и незамкнут.

Для расчетов необходимо наметить размеры воздуховодных сечений и разделить воздуховоды на участки. Под участком понимается воздуховод с постоянной площадью поперечного сечения на длине . Выявляем участки с постоянным поперечным сечением:

Для участка 1 (всасывающий воздуховод со всасывающим диффузором)