Elektrotermilise paigalduse kõige olulisem osa on kütteelement. Kaudsete kütteseadmete põhikomponent on suure takistusega takisti. Ja üks prioriteetseid materjale on kroomi-nikli sulam. Kuna nikroomtraadi vastupidavus on kõrge, on sellel materjalil juhtiv koht erinevat tüüpi elektriliste soojusseadmete toorainena. Nikroomtraatküttekeha arvutamine toimub kütteelemendi mõõtmete määramiseks.
Sisu
- Põhimõisted
- Ühefaasiliste paigalduste arvutusalgoritm
- Kütteseadmete temperatuuriklassifikatsioon
- Probleeme soodustavad valikud
Põhimõisted
Üldiselt on nikroomist valmistatud kütteelement vaja arvutada nelja arvutuse järgi: hüdrauliline, mehaaniline, termiline ja elektriline. Kuid tavaliselt tehakse arvutused ainult kahes etapis: soojus- ja elektriindikaatorite abil.
Termiline jõudlus sisaldab:
- soojusisolatsioon;
- soojuse efektiivsus;
- nõutav soojust eraldav pind.
Nikroomi arvutamise peamine eesmärk on määrata kuumutustakistuse geomeetrilised mõõtmed.
Küttekehade elektriliste parameetrite juurdeon:
- toitepinge;
- võimsuse reguleerimise meetod;
- võimsustegur ja elektriline kasutegur.
Kütteseadmete toitepinge valimisel eelistatakse midagi, mis ohustab loomi ja teeninduspersonali minimaalselt. Põllumajanduspaigaldiste võrgupinge on 380/200 volti voolusagedusega 50 Hz. Elektripaigaldiste kasutamisel eriti niisketes ruumides, kus on suurenenud elektrioht, tuleks pinget alandada. Selle väärtus ei tohiks ületada 12, 24, 36 volti.
Reguleerige küttekeha temperatuuri ja võimsust saab teha kahel viisil:
- pinge muutmine;
- takistuse suuruse muutus.
Kõige tavalisem viis võimsuse muutmiseks on kolmefaasilise paigalduse teatud arvu sektsioonide sisselülitamine. Kaasaegsetes kütteseadmetes muudetakse võimsust pinge reguleerimisega türistorite abil.
Töövoolu arvutamine põhineb tabelisõltuvusel, mis ühendab nikroomjuhi voolukoormuse, selle ristlõike pindala ja temperatuuri.
Tabeliandmed koostati nikroomtraadi kohta, mis pingestati õhus, võtmata arvesse vibratsiooni ja vibratsiooni temperatuuril 20 ° C.
Reaalsete tingimuste juurde minemiseks on vaja arvutustes kasutada parandustegureid.
Ühefaasiliste paigalduste arvutusalgoritm
Nikroomspiraali arvutamine tuleks läbi viia etapiviisiliselt, kasutades kütteseadme esialgset teavet: vajalikku võimsust ja nikroomi kaubamärki.
Ühe sektsiooni võimsus:
Pc = P / (min)
P on paigaldise võimsus, W;
m - faaside arv, ühefaasilise jaoks m = 1;
n on sektsioonide arv ühes faasis umbes 1 kW võimsusega paigaldiste puhul n = 1.
Ühe küttesektsiooni töövool:
Ic = P koos / (Un)
U - võrgupinge, ühefaasiliste seadmete jaoks U = 220 V
Arvutatud traadi temperatuur:
θр = θд / (Km Ks)
θд - lubatud töötemperatuur, mis on valitud tabelist 1 sõltuvalt materjalist, ° C.
Tabel 1 - Elektrikeriste materjalide parameetrid.
| Materjal | Takistus temperatuuril 20 °C, x10-6Ohm m | Temperatuuritakistustegur, x10— 6 °C -1 | Lubatud töötemperatuur, ° C | Sulamistemperatuur, ° C |
| Nikroom topelt (Х20Н80-Н) | 1,1 | 16,5 | 1200 | 1400 |
| Nikroom kolmik (Х15Н60-Н) | 1,1 | 16,3 | 1100 | 1390 |
Km - paigaldustegur, valitud tabelist 2, sõltuvalt konstruktsioonist.
tabel 2 - Paigaldusfaktor teatud tüüpi küttekehade puhul rahulikus õhuvoolus.
| Küttekeha disain | Km |
| Horisontaalne traat | 1,0 |
| Soojusisolatsioonita traadist spiraal | 0,8 — 0,9 |
| Traadispiraal tulekindlal raamil | 0,7 |
| Tulekindel traat | 0,6 — 0,7 |
| Küttetakistus kahe soojusisolatsioonikihi vahel | 0,5 |
| Hea soojusisolatsiooniga küttetakistid | 0,3 — 0,4 |
Paigaldusteguri roll on selles, et see võimaldab võtta arvesse küttekeha temperatuuri tõusu reaalsetes tingimustes võrreldes otsingutabeli andmetega.
Кс - keskkonnategur, määratud tabelist 3.
Tabel 3 - Parandustegur teatud keskkonnatingimuste jaoks.
| Keskkonnatingimused | Ks |
| Spiraal traadist õhuvoolus liikumiskiirusega, m / s | |
| 3 | 1,8 |
| 5 | 2,1 |
| 10 | 3,1 |
| Kütteelement gaasivabas vees | 2,5 |
| Kütteelement veevoolus | 3,0−3,5 |
Keskkonnategur korrigeerib keskkonnatingimustest tingitud paremat soojusülekannet. Seetõttu erinevad tegelikud arvutustulemused veidi tabeli väärtustest.
Läbimõõt d, mm ja ristlõikepindala S, mm 2 valitud töövoolu ja arvutustemperatuuri järgi tabelist 4
Tabel 4 - Lubatud koormus nikroomtraadile temperatuuril 20 ° C, riputatud horisontaalselt rahulikus õhus.
Ühe sektsiooni traadi pikkus:
L = (U f2S * 10-6) / (ρ 20 [1 + α (θ р -20)] Рс x103)
ρ 20 - takistus 20 ° C juures, valitud tabelist 1;
α - temperatuuri takistustegur, määratakse tabeli 1 vastavast veerust.
Spiraali läbimõõt:
D = (6...10) d, mm.
Määrake spiraali samm:
h = (2...4) d, mm
Spiraalne samm mõjutab töö jõudlust. Selle suurte väärtustega suureneb soojusülekanne.
Spiraali keerdude arv
W = (lx103) / (√h2+ (πD)2)
Rulli pikkus:
L = k L x 10-3
Kui traatküttekeha eesmärk on tõsta vedeliku temperatuuri, suurendatakse töövoolu 1,5 korda arvutatud väärtusest. Suletud tüüpi küttekeha puhul on soovitatav töövoolu vähendada 1,2 korda.
Kütteseadmete temperatuuriklassifikatsioon
Vastavalt maksimaalsele lubatud temperatuurile jagunevad kütteseadmed viide klassi:
-
200°C. Selles temperatuurivahemikus kasutatakse kõige sagedamini torukujulisi elektrisoojendeid. Optimaalse temperatuuri hoidmiseks tööruumis tuleb TEN-i paigaldamisel pöörata tähelepanu nende õigele asukohale. - 200 kuni 400 ° C. Kasutatakse lindisoojendeid. Töökambris vajaliku temperatuuri loomiseks katke kogu selle ümbermõõt.
- 400 kuni 600 °C. Küttekehade materjal peaks olema ainult suure takistusega element. Kõige tavalisemad on konstantaan, fekraal, nikroom. Vajaliku temperatuuri tagamiseks peab küttekeha olema õhu juurdepääsuks avatud. Seetõttu asub see toru sees või väljaspool.
- 600 kuni 1250 °C. Nikroomi kasutatakse vanaaegsetes ahjudes. Kuid selles temperatuurivahemikus on see oluliselt madalam kui alumiiniumi, raua ja kroomi sulam (fechrali). Seetõttu asendatakse kaasaegsemates ahjude mudelites nikroom fekraaliga.
- 1250 kuni 1700 °C. Kõrge temperatuuriga küttekehad on valmistatud molübdeendisilitsiidist ja ränikarbiidist. Kütteseadmete peamine puudus on nende puudus ja kõrge hind.
Probleeme soodustavad valikud
Suurim elektrikeriste rikke tõenäosus küttetakistuse pinna oksüdeerumise tõttu.
Küttekeha hävimise kiirust mõjutavad tegurid:
-
töötemperatuur; - keskkonnatingimused, milles kütteseade töötab;
- lülitussagedus.
Tulenevalt asjaolust, et elektrikütteseadmed töötavad nende parameetrite lubatud väärtustest kõrgemal, kõige sagedamini esinevad rikked: kontaktide põlemine, nikroomi mehaanilise tugevuse rikkumine traat.
Nikroomkütteelemendi remont toimub jootmise või keeramise teel.
