Расчет электрообогрева пола в коровниках.

Задание:

Выбрать способ нагрева, рассчитать нагревательные элементы и мощность, необходимую для нагрева пола при содержании животных без подстилки в 4-рядном коровнике длиной L = 100м.

Решение:

1. Температуру воздуха в помещении и температуру пола выбираем по таблице приложения 5. Примем температуру пола t_п=15°C, температуру воздуха t_в = 8°C.

2. Удельная поверхностная мощность нагреваемого пола:

3. Ширину обогреваемой полосы примем В = 1,5м.

4. Площадь нагреваемой поверхности:

где: n_L - число рядов;

L - длина ряда стойл.

5. Глубину закладки нагревательного элемента в пол примем h₃=0,08м.

В качестве нагревательного провода будем использовать провод марки ПОСХВ (прил. 6) с диаметром жилы 1,1мм, удельным сопротивлением δ = 0,14Ом×мм²/м и температурным коэффициентом сопротивления α_т = 0,00455 1/°С. Пол бетонный.

6. Температуру провода примем t_ж = 45°С. Тогда перепад температур между проводом и поверхностью составит:

По графику, представленному на рисунке 6, находим зону действия провода по ширине а в метрах.

При ρ₀= 105 Вт/м² и Δt = 30°C, а = 0,15м.

Рис. 6. Зона действия а нагревательного провода в функции

удельной поверхностной мощности Р₀ при различных значениях температурного перепада Δt.

7. Удельная мощность на единицу длины провода:

8. Напряжение на 1м длины провода:

9. Длина отрезка провода, включаемого под напряжение:

где: U — напряжение; примем U = 220В.

10. Число ниток провода:

11. Потребное число отрезков провода:

Так как М кратно трем, то нагрузку можно распределить на три фазы.

12. Мощность нагрева:

13. Фазный ток:

Расчет электрокалорифера.

Задание:

Рассчитать калориферный нагреватель мощностью 27кВт. Температура воздуха в помещении 12°С, температура наружного воздуха - 20°С.

Решение:

1. Так как температура нагревательных элементов калорифера невелика, в качестве материала проволоки принимаем константан, рекомендуемая температура которого t_д =250°C и удельное сопротивление ρ=0,48Ом×мм²/м.

2. Мощность на фазу

3. Напряжение принимаем 380В:

4. Для удобства регулирования спирали калорифера разделим не на 3, а на 6 секций. Тогда мощность каждой секции:

5. Определяем расчетную температуру, по которой выбирается проволока:

где: k_м - коэффициент монтажа (для спирали, навитой на керамику, k_м = 0,85);

k_с - коэффициент среды (для спирали, обдуваемой воздушным потоком, k_c = 1,4);

6. Определим величину:

где: d - диаметр проволоки;

р - удельная мощность на единицу длины.

7. Пользуясь таблицей удельной мощности на единицу длины нагревательного элемента, находим d = 1,4мм и p = 41Вт/м.

8. Зная р, определяем длину проволоки на секцию:

9. Принимаем скорость воздуха ν = 15м/с (обычно ее берут из расчета вентиляции).

10. Коэффициент конвекции:

Рис. 7. Кривые зависимости сечения нихромовой проволоки от силы тока при различных температурах нагрева (проволока расположена горизонтально в спокойном воздухе).

11. Для того чтобы снять со спиралей необходимую мощность, требуется, чтобы длина проволоки секции была не менее

где: (t_пр - температура проволоки).

Если бы оказалось, что l< l_c, то пришлось бы сделать пересчет, задаваясь иной температурой нагрева.