книги из ГПНТБ / Шустов, В. А. Применение электронагрева в сельском хозяйстве

kc — коэффициент, учитывающий

у л у ч ш е н и е ох­

лаждения

провода.

Для

проволоки в воздушном

потоке . . . ,

&с=1,1—1,5

»

»

в спокойной

воде

Ас =2,5

»

»

в потоке

воды

£с ==3,0—3,5

Действительная

температура

провода

^ =

: ^ f < w

. '

(17)

ная

Пример. Для закрытой нагревательной плитки принята удель­

мощность р = 4 , 0

Вт/см2 . Перепад

температуры

в слое

слюды

и чугуна будет зависеть от величины р,

от толщины их слоя сг и

от их коэффициента теплопроводности %.

Для

слоя

слюды

РН

4,0-10'.0,25

Л Г 1 П П „

Д 7 \ = —

= • —

• — =22,3°С,

1

Хг

0,45-101

' '

где

о,=0,25 мм; ^=0,45

Вт/м-в С.

Для

чугуна

dc,

4,0-10^1,0

„

• 1

A 7 Y = — =

—

— =

0,0°С,

3

Х2

40-10* .

где

ст2=1

см; Я,2 =40

Вт/м-°С.

Полный перепад температуры, таким образом, составит 32,3° С.

Однако

учитывая неплотность

тепловых

контактов,

перепад

темпе­

ратуры

нужно принять-50° С.

Если

нагревательный

провод

выбирают

по

таблице

с учетом

коэффициентов

& м

и

кс,

то указанного

превы­

шения (50—125° С) делать

не

следует, так

как

назван­

При поверхностной

температуре

закрытой

плитки

400° С допустимую для

этого случая нагрузку нихромо-

вой спирали (при &м=0,5 и А с = 1 )

берут по таблице не

в столбце

«400° С», а

в

столбце «200° С».

Расчет

трубчатых

электронагревателей (ТЭН).

Наи­

(Вт/см2 ) активной

поверхности нагревателя, условия

ра­

боты ТЭН и рабочую температуру его поверхности.

Потребляемая электрическая мощность одного

ТЭН

P^izDLjf,

(18)

где D — наружный

диаметр трубки,

см;: •

L a — длина активной

части трубки после опрессов-

ки,

см;

р — удельная

нагрузка активной поверхности ТЭН,

Вт/см2 .

Величины

удельных

нагрузок

электронагревателей

лице 2.

-

Температуру на поверхности трубки электроподогре­

вателя в зависимости

от удельной нагрузки (Вт/см2 ) и

Удельная

нагрузка,

Вт/си2

Условия нагрева

Материал

трубки

Наполнитель

>,

з

я й

* ь

S.S

•Оо. Со

с ч

Нагрев

воздуха:

Сталь, латунь

Кварцевый пе­ 0,9-1,2

1,8

Сталь

сок

1,2-1,8

2,3

в спокойной

Плавленая

окись

магния

воздушной

среде

Жароупорная

То же

2,3-5,0

6,0

сталь

в среде с дви­

IX18H9T

Кварцевый пе­ 5,0- 5,5

Сталь

6,0

жущимся воз­

сок

духом (при

скорости не

Сталь

жаро­

Окись

магния

5,0

6,0

менее 6 м/с)

упорная

Нагрев, кипение и

Красная

медь,

Кварцевый пе­

6,0-8,0

10,0

испарение воды

латунь, не­

сок

магния

6,0-10,0

15,0

ржавеющая

Окись

сталь

1Х18Н9Т

до

опрессовки

^ а 0 =

^ ,

(20)

If

где у — коэффициент

удлинения

трубки

при опрессовке

(может быть принят

равным 1,15).

Полная длина ТЭН

Z = Z a + 2 Z n .

,

(21)

12

3 ^ 5 6

/ДО' <?ДО

<&Я? 5^7 Ш

70S

Р, Вт/см г

а

вателя

от удельной

нагрузки

и скорости движения воздуха:

о — находящегося

в

спокойной

воздушной среде; б - п р и различной ско­

рости

воздуха,

омывающего электронагреватель. -

до опрессовки

R0=Raf,

(22)

Q0=lL

= %L.

(23)

I

Длина проволоки до опрессовки

2 2 1 * 0 ,

( 2 4 )

4р .

где

р — удельное

сопротивление

нихромовой

проволоки,

р = 1,1 Ом-мм2 /м;

d — диаметр

провода,

мм.

Число витков

спирали

ТЭН

определяют

по формуле

п=

/1000

,

-

, п - .

(2о)

Расстояние между

витками ТЭН

а-

LAO—nd

(26)-

Коэффициент шага

спирали ТЭН или плотность на­

вивки спирали

d±a_ _

k-.

( 2 7 )

Шаг витка проволочкой спирали ТЭН

n=kd.

(28)

Наилучшим

следует считать шаг, равный не менее чем

двукратному

диаметру

проволоки.

В таблицах 3 и 4

приведены технические

данные

Т а б л и ц а 3

Технические данные ТЭН для нагрева

воздуха

до

+360° С при

номинальном

напряжении 220 в

3

Ннхромовая

проволока

о

я

53 СО

•5 н

а я

| а- н

Po

l i s

-С в

ТЭН-01

0,57

2,59

84,9

1710

0,97

0,4

13,00

1,98

ТЭН-02

0,40

1,81

121,5

900

1,16

0,3

10,36

0,80

ТЭН-05

0,40

1,81

121,5

1320

0,77

0,3

10,38

0,95

ТЭН-07

0,45

2,04

107,8

1820

0,68

0.4

17,20

1,98

ТЭН-13

0,60

2,72

80,8

2476

0,60

0,4

12,34

2,50

ТЭН-15

0,56

2,54

86,6

1584

0,90

0,4

13,80

1,55

ТЭН-17

0,35

1,59

138,2

1100

0,81

0,3

11,70

0,94

ТЭН-21

0,80

3,63

60,6

1742

1.14

0,5

14,50

0,935

ТЭН-23

0,50

2,27

96,9

1320

0,96

0,4

15,47

1,02

ТЭН-30

0,50

2,27

96,9

1113

1,15

0,3

8,28

1,30

ТЭН-31

0,50

2,27

96,9

1113

1,15

0,3

8,28

1,30

Для

открытых электрических

подогревателей

возду­

шаг спирали

h—(2—4)rf (но не менее 8 мм);

(29)

Т а б л и ц а 4

Технические данные ТЭН для нагрева

воды

при номинальном

напряжении 220 В

Нихроиовая

1«ъ

проволока

а я

2 я =• я

Но

а. я

5 ° та«

X в

<и £

5 х гш

Си s

м -

ТЭН-ОЗА

3,50

15,90

13.83J

990

9,16

0.8

8,42

1,13

ТЭН-05А

0,80

3,60

61,00

430

5,50

0,3

5,00

0,40

ТЭН-08А

2,33

10,60

20,80|

685

9,20

0,6

7.14

0,66

ТЭН-09А

1,80

8,20

26,801

685

7,10

0,5

6,42

0,55

ТЭН-10

2,00

9,10

24.201

995

5,20

0,6

8,33

0,90

ТЭН-П

0,30

1,36

162,001

910

0.85

0,3

13,82

0,90

-ТЭН-12

5,00

22.70

9,70

1487

8,50

1,0

9,30

1,94

ТЭН-14

2,67

12,13

18,14

790

9,00

0.7

8,88

1.04

ТЭН-16

1,33

6.04

36,42

570

6,20

0.4

5,56

0,418

ТЭН-18

1,20

5,45

40,30

1665

1,80

0,4

6.20

1,36

ТЭН-19А

2,33

10,60

20,80

640

9,90

0,6

7,20

1,00

ТЭН-20

1,50

6,81

32,30

1930

1,93

0,5

7,72

1,90

ТЭН-20А

1,00

4,54

48,46'

805

3,17

0,4

7,40

0,85

ТЭН-22

1,20

5,45

40,301 1063

2,91

0,4

6,20

0.85

ТЭН-24

1,93

8,77

25,08[

1740

4,00

0,6

9,02

0,80

ТЭН-25

1,93

8,77

25.08

1630

4,37

0,6

9,02

1,45

ТЭН-29

2,00

9,10

24,20

995

5,20

0,6

8,33

0,90

ТЭН-32

3,60

16,36

13.44

1100

8,40

0,8

8,18

1,00

ТЭН-33

1,20

5,45

40,30

1270

2,72

0,4

6,20

1,40

ТЭН-39

1,50

6,81

32,30

1125

3,41

0,5

8,07

0,825

ТЭН-43

1,20

5,45

40,30

1575

1,90

0,4

6,20

0,80

средний диаметр

спирали

Ар=(5 — \Q)d (но не менее 15 мм);

(30)

число

витков спирали

поз

w - -

(31)

/ Л 2

+ (и£>ср)а

длина

спирали

hw

т-

(32)

103 '

Проверка

теплопроизводительности

установки.

Что­

Q = 0 , 2 4 / B # B « 3 6 0 0 - 1 ( T 3 ккал/ч.

(33)

ных

парообразователях;

для нагрева зеленого, силос­

ного корма и т. д.

Кроме нагревателей воды, выполненных с элемент­

ными нагревателями (ТЭН и др.), существуют

электрод­

ные

нагреватели воды, у

которых сама вода

является

р

4°Р2о°с .

( 3 4

)

V l

20-М

v

'

Во избежание появления гремучего газа плотность

переменного тока должна

быть не более 1,5

А/см2 .

Ультракороткие

волны (УКВ)~в диапазоне

волн 1 —

10 м используют для высокочастотной сушки

зерна и

другой продукции,

а также для уничтожения

вредите­

лей зерна.

(KB) в диапазоне 10—100 м приме­

Короткие волны

ции. В этом случае СВ

применяют для прогрева

продукции, а дополнительно

нагретый воздух до темпера­

тота

1 МГц), показали, что на испарение

влаги расход

тепла

составил 1200—1600 ккал/кг

или электроэнергии

1,5—2,0 кВт-ч/кг испаренной влаги

при высоком каче­

стве

сушки.

Волны в диапазонах KB и СВ вредителей

зерна не

уничтожают.

При конвективной сушке тело прогревается

снаружи,

теплопроводность его мала, время

сушки

удлиняется.

Сушка происходит

неравномерно,

семенные

качества

зерна

ухудшаются,

так как теплоноситель

имеет высо­

2 В. Л. Шустов

„ _ _ - ^ ~ ~ — — 1 7

коротковолновый

0,76— 15

J L I ;

1

средневолновый

15,0

—100,0 ц;

длинноволновый

100,0

—400,0 ц.

лить на:

ближнюю область 0,76— 1,4 ц;

среднюю

»

1,4 — 7,0 ц;

дальнюю

»

7,0 —15,0 ц.

Источниками инфракрасного излучения являются все

нагретые тела.

Действие

инфракрасных лучей

в основном

тепловое.

В сельскохозяйственном производстве эти лучи исполь­

зуют при сушке

и дезинсекции

(истребление

вредных

насекомых)

зерна

и мешкотары,

сушке

лакокрасочных

покрытий и электротехнических изделий,

обогреве и ле­

дой. Тела насекомого и его личинки

содержат

больше

влаги, чем зерно. Поэтому наиболее

интенсивно

будет

красном

нагреве является

( 3 5)

где 4,9— коэффициент

излучения

черного

тела,

ккал/м2 -ч-град4 ;.

еПр — приведенная

степень

черноты

системы,

1

«1

ч

Здесь

8i — степень

черноты

излучателя;

ег — степень

черноты'нагреваемого тела;

•ф — угловой коэффициент,

зависящей от взаимно­

го расположения поверхности излучения

и по­

мещения;

Т{ — температура

излучателя

в градусах Кельвина;

Т2 — температура

поверхности нагреваемого

мате­

риала в градусах Кельвина;-

F — поверхность

излучения, м2 .

В таблице 5 дан ряд значений е для различных

мате­

риалов.

Асбестовая бумага

40—370

0,93—0,95

Вода

0-100

0.95-0,96

Вольфрам

230-2230

0,053—0,3

Дерево

строганое

20

0,8-0,9

Зерно

40

0,8

Кирпич

красный шероховатый

20

0,93

Латунь

(окисленная)

200-600

0,61-0,59

Медь (окисленная)

200-600

0,06

Платина

(проволока)

225-1375 0,073-0,182

Сталь (полированная)

770—1040

0,52—0,56

Стекло

22

0,94

Толь кровельный

20

0,93

Фарфор

(глазурованный) . . .

22

0,92

Чугун (обточенный)

830-990

0,6-0,7

Так как температура

поверхности

излучения боль­

ше 400° С, а температура

воспринимающей

поверхности

материала меньше 100° С,-то второй

член

в уравнении

ных радиационных сушилок можно принимать

i|) = l .

Тогда, учитывая, что 1 ,ккал/ч=1,16 Вт, мощность

излу­

чателя (кВт)

P„M =5,7en p (XjVio-3.

(36)

2*

19