Конструкція та обчислення електричних обігрівачів

1. Розрахунок проектування для електричного нагрівача, як правило, виконує три етапи:
1. Обчисліть потужність, необхідну для нагрівання середовища від початкової температури, до встановленої температури протягом визначеного часу.
2. Обчисліть фактичну потужність, необхідну для підтримки температури, зберігаючи середню температуру.
3. На основі результатів цих двох розрахунків виберіть модель та кількість обігрівачів. Загальна потужність - це максимум з двох значень потужності, враховуючи коефіцієнт 1,2.

Формула:
1. Потужність, необхідна для початкового опалення
KW=(C1M1ΔT + C2M2ΔT) ÷ 864/P + P/2
Де: C1C2 - це специфічні нагрівання контейнера та середовища відповідно (ступінь ккал/кг);
M1M2 - маси контейнера та середовища відповідно (кг);
ΔT - різниця між бажаною температурою та початковою температурою (ступінь);
H - час, необхідний для нагрівання від початкової температури до встановленої температури (H);
P - тепло, що розсіюється від контейнера при кінцевій температурі (кВт);
2. Потужність, необхідна для підтримки середньої температури
KW=C2M3ΔT/864 + P
Де: m3 являє собою кількість середньої, що додається за годину (кг/год);

Iii. Приклад розрахунку конструкції електричного нагрівача:
Відкритий контейнер з розмірами шириною 500 мм, завдовжки 1200 мм і висотою 600 мм важить 150 кг. Він містить воду до висоти 500 мм і оточений 50 -мм силікатним ізоляційним шаром. Воду потрібно нагрівати від 15 градусів до 70 градусів за 3 години . 20 кг/год води 70 градусів, потім відкачується з ємності і додається однакова кількість води. Скільки сили потрібно для досягнення бажаної температури? Технічні дані:
1. Питома вага води: 1000 кг/м³
2. Питома теплота води: 1 ккал/кг ступінь
3. Специфічна теплота сталі: 0,12 ккал/кг ступінь
4. Втрата поверхні води при 70 градусах: 4000 Вт/м²
5. Втрата ізоляції (при 70 градусах): 32 Вт/м²
6. Площа контейнерів: 0,6 м²
7. Площа ізоляції: 2,52 м²
Потужність, необхідна для початкового опалення:
Нагрівання води в контейнері: C1M1ΔT=1 × (0,5 × 1,2 × 0,5 × 1000) × (70 - 15)=16500 kcal
Нагрівання самого контейнера: C2M2ΔT=0.12 × 150 × (70 - 15)=990 kcal
Середня втрата тепла поверхні води: 0,6 м² × 4000 Вт/м² × 3 години × 1/2 × 864/1000=3110.4 kcal
Середня втрата тепла ізоляції: 2,52 м² × 32 Вт/м² × 3 години × 1/2 × 864/1000=104.5 kcal
(Враховуючи 20% маржу)
Початкова енергія нагрівання необхідна: (16500 + 990 + 3110.4 + 104.5) × 1.2=70258.8 kcal/кг ступінь
Потужність, необхідна під час роботи:
Тепло, необхідне для поповнення води: 20 кг/годину × (70 - 15) × 1 ккал/кг ступінь=1100 kcal
Втрата тепла поверхні води: 0,6 м² × 4000 Вт/м² × 1 година × 864/1000=2073.6 kcal
Втрата тепла ізоляції: 2,52 м² × 32 Вт/м² × 1 година × 864/1000=69.67 kcal
(Враховуючи 20% маржу)
Енергія нагрівання робочого нагріву: (1100 + 2073.6 + 69.6) × 1.2=6486.54 kcal/кг ступінь
Операційна потужність нагріву: 6486.54 ÷ 864 ÷ 1=7.5 kw
Початкова потужність нагріву більша, ніж потужність, необхідна для роботи, тому вибрана потужність нагрівача повинна бути не менше 27,1 кВт.
Остаточна обрана потужність обігрівача - 35 кВт.