1.2. Расчетная мощность электрокалориферов в помещении

,

где к_з – коэффициент запаса, учитывающий возможное снижение питающего напряжения и старение нагревателей, к_з=1,05…1,1;

_эку – тепловой КПД, учитывающий потери от корпуса электрокалорифера и воздуховодов, _эку = 0,95…1;

 - доля расчетной мощности, которая должна быть обеспечена от ЭКУ,%

Расчетная мощность одного калорифера

где n – число ЭКУ в помещении

Объемная подача вентилятора одной ЭКУ

2. Выбор стандартной ЭКУ

2.1 По рассчитанному значению Р выбирают электрокалориферную установку.

Выбираем установку СФОЦ – 100 – 5000 м³/ч

Т.к. 14,2 м³/с < 0,448 м³/с, то к выбранному ЭКУ параллельно подключают дополнительный вентилятор.

Проработка этого вопроса в курсовой не производится.

2.2. Определяем фактическую температуру воздуха, выходящего из электрокалорифера

где Р_н – номинальная мощность электрокалорифера

Q_vф – фактический объемный расход воздуха через электрокалорифер, м³/с. Q_vф = Q_vн = 0,2

Предельно допустимая Т_вых из установок типа СФОЦ составляет 50^оС, таким образом

Т_вых  50 ^оС 37,5 ^оС < 50 ^оС

2.3. Проверка ЭКУ по температуре поверхностного оребрения ТЭНов

где Р₁ – мощность одного ТЭНа, Вт;

R_T – термическое сопротивление теплоотдаче от поверхности ТЭНа к омывающему его воздуху, ^оС /Вт

где  – коэффициент теплоотдачи от поверхности ТЭНа к воздуху,

А_Р – площадь поверхности оребрения ТЭНа, м²;

где _B – теплопроводность воздуха, ;

Р_Ч – число Прандаля;

V – скорость потока воздуха в электрокалорифере, м/с

 – коэффициент кинематической вязкости воздуха, м²/с =0,32

Скорость потока воздуха в электрокалорифере

где А_ж – площадь живого сечения электрокалорифера, м²

где l – высота окна электрокалорифера, м;

n₁ – число ТЭНов в одном вертикальном ряду (одной секции)

где n₂ – число секций в электрокалорифере (вертикальных рядов ТЭНа)

Т_пов <Т_{пов.пред}

137,5 ⁰С < 180 ⁰С

3. Разработка нестандартной эту.

3.1 Выбор вентилятора

Вентилятор подбирают по требуемым значениям давления Р и объемной подаче воздуха Q_vт

Выбираем вентилятор Ц4-70 №6,3 с _в=0,95

Необходимая мощность на валу электродвигателя:

где p – необходимое давление вентилятора, Па;

_в – КПД вентилятора, принимаемый по его характеристики;

_пер – КПД передачи (при непосредственной посадке колеса вентилятора на вал электродвигателя _пер = 1, для клиноременной передачи _пер = 0,95)

Установленная мощность электродвигателя:

где К_З – коэффициент запаса мощности

Выбираем электродвигатель марки АИР132M4 Р = 3000 Вт

3.2. Проектирование электрокалорифера.

Мощность одной секции электрокалорифера

Мощность одного ТЭНа

3.3. Конструктивный расчет тэНа

Исходные данные для расчета

а) питающее напряжение U = 220 В;

б) мощность ТЭНа Р₁;

в) материал проволоки – x23ю5;

г) наружный диаметр трубки оболочки после опрессовки

1. Диаметр, м, проволоки:

где  – удельное электрическое сопротивление материала проволоки при рабочей температуре,

P^׀_А – удельная поверхностная мощность спирали,

Полученное значение d округляют до ближайшего большего стандартного значения: d = 1 мм.

2. Электрическое сопротивление, Ом, спирали ТЭНа при рабочей температуре

3. Электрическое сопротивление, Ом, спирали ТЭНа при t = 20 ^оС

где K_T – поправочный коэффициент, учитывающий изменения электрического сопротивления материала в зависимости от температуры

4. Электрическое сопротивление, Ом, спирали до опрессовки ТЭНа

где δ_R – коэффициент, учитывающий изменения сопротивления проволоки в результате опрессовки

5. Длина проволоки в рабочей части ТЭНа

6. Навивка проволочной спирали на стержень диаметром

7. Средний диаметр витка спирали

8. Длина одного витка спирали до опрессовки

где 1,07 – коэффициент, учитывающий увеличение на 7% среднего диаметра витка проволоки

9. Активное число витков

10. Длина активной части трубки ТЭНа после опрессовки

где d_об.нар – наружный диаметр трубы оболочки, м

Р^″_А – удельная поверхностная мощность на трубке, оболочки ТЭНа,

11. Длина активной части трубки оболочки ТЭНа до опрессовки

где  = 1,15 – коэффициент удлинения трубки в результате опрессовки методом обсадки

12. Расстояние между витками спирали

13. Потребная длина проволоки для изготовления спирали ТЭНа с учетом необходимой навивки на концы контактных стержней из расчета 20 витков спирали на конец стержня

14. Полная длина трубки ТЭНа

где L_п – длина пассивного конца трубки (L_п = 0,05 м)