Практическое занятие №8

Тема: Расчет отопительного прибора электрического отопления

Цели: практическое использование теоретических знаний для расчета отопительного прибора электрического отопления, научиться пользоваться нормативно-справочной литературой

Вид работы: фронтальный

Время выполнения: 2 часа

Теоретический материал

Электроприбор должен выделять тепла Q=610 Вт; напряжение на зажимах прибора U =100В; температура проволоки tпров.=100⁰С; температура внутреннего воздуха t_в=20 ⁰С. Определить длину проволоки из хромникеля.

Мощность электроприбора, Вт, определяется [9] по формуле:

(27)

где d - диаметр проволоки, мм; l – длина проводника, м; α – коэффициент теплопередачи, Вт/(м² ·⁰С); tпров. – температура проводника, ⁰С; t_в – температура воздуха, окружающего проводник, ⁰С.

Удельное сопротивление проводника, Ом·мм²/м, при любой температуре, отличной от 20 ⁰С, определяется по формуле:

(28)

где с₂₀ – удельное сопротивление проводника, Ом·мм²/м,

при температуре 20 ⁰С, принимается по табл. 6; α_c – температурный коэффициент сопротивления электропроводности материала проводника, 1/⁰С, отнесенный к 1⁰ повышения температуры, принимается по таблице 6.

Таблица 6

Свойства некоторых проводников

Свойство
	нихром	константан	никелин	хромоникель
с20[Ом·мм2/м] αс[1/0С]	1,1 0,00075	0,48 0,00004	0,41 0,000067	1,1 0,00025

По закону Ома сила тока, А, определяется по формуле:

(29)

Сопротивление проводника R, Ом, определяется по формуле:

(30)

Тепловая мощность прибора, Вт, определяется по формуле:

(31)

Подставляя значение сопротивления проводника, определенное по формуле 30 в выражение 31, получаем:

(32)

Приравняв выражения 27 и 32 находим длину проводника l, м, по формуле:

(33)

Если d=0,5-2 мм и tпров.=100оС, то α =35-52 Вт/(м2.оС). Большие значения коэффициента теплоотдачи относятся к меньшим диаметрам проволоки.

По формуле 33 определяется длина проводника при прямолинейной затяжке. При спиральной навивке вследствие ухудшения условий теплоотдачи и проявления индуктивности температура проводника повышается примерно на 20%. Для того, чтобы и при спиральной навивке температура проводника не превышала принятую при определении прямолинейного проводника ее снижают на 20% и проверяют по формуле Кирхгофа, будет ли достигнута необходимая температура проводника при спиральной навивке:

(34)

где t_сп – температура проводника при спиральной навивке,⁰С; t_пр. – принятая сниженная температура условно прямолинейной проволоки, ⁰С; δ – расстояние между витками спирали, мм.

Диаметр проводника, мм, можно определить по эмпирической формуле:

(35)

где К – вспомогательная величина, определенная по формуле:

(36)

Площадь поперечного сечения этой проволоки, мм², определяется по формуле:

(37)

Длина проводника, м, определяется по формуле:

(37)

Контрольные вопросы:

1. Как определяется длина проводника при прямолинейной затяжке?

2. Как определяется удельное сопротивление проводника?

3. Как определить тепловую мощность прибора?

4. Как определить мощность прибора?