Григорьев В.А., Зорина В.М. - Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник (1982) (1062114), страница 91
Текст из файла (страница 91)
Выражения (6.39) и (6.40) спранедливы для участков свободно обдуваемых спиралей, проволочных и ленточных зигзагообразных нагревателей, не затененных крепежными деталвмн. В качестве онределяюшего размера выбирается: для проволочного нагренателя— диаметр проволоки; для ленточного нагревателя (лента с соотношением сторон 1: 10) 1 = П/(1,6 и) — широкая сторона сечения ндоль потока; П вЂ” периметр ленты; 1=П(н — широкая сторона сечения поперек потока. Расчетная скорость определяется н стесненном сечении потока.
Удельная понерхностная мошность нагревателя (нлотность теплоного потока) ю = юкоюд + шиза (6 41) Гдс Швввв = ОввввМ вЂ” КаииЕКтнаиая СОСтаВ- лающая удельной поверхностной мощности; авв в — коэффициент теплоотдачи коввекцней от нагревателя к газу (рис. 6,12); ог нвк) ооо ооо гоо уо 7 о го дг н~с го Рис. 6.12. Коэффициент теплоатдачн конвскцией нагревателя н заниснмостн от ско.
рости поперечного ноздушнога потока ,"3) при разлияиых диаметрах нагревателя Ы, 325 Темообмек в элекгролечвл сопротивления $6.5 51 = Ги„р — Г, перепад температур между нагревателем и газам; ынзл — лучистая со- ставляющая удельной поверхностной мощ- ности. Расчет теплоотдачи от газового потока к загрузке печи затруднен многообразнем типов загрузок и сложностью учета специ- фики конструкции печи. Расчеты, выполненные по формулам, составленным для одиночных изделий, при- водят к занижению значений коэффициента теплоотдачи а, так как не учитывают ин- тенсификации теплообмена, обусловленной наличием турбулизаторов. В системе, состоящей из л турбулизато- ров [23): и Них — Ии+)~ Ки г, (6.42) »=1 где Хи = 1(Ке; Рт) — число Нуссельта, рассчитанное при отсутствии дополнитель- ной турбулнзации набегающего потока; Ыиж! —— — с»! са! Ке Рг »Сз, здесь с,» — коэффициент, учитывающий эффект установки в потоке »пго турбулизато-з з.
Ра:с!» —— 2 10 ' $м»К»; сз» вЂ” коэффициент, учитывающий снижение влияния»-го турбулизатора за счет влияния дополнительных сопротивлений: » †! сз! = [1 + (10$ + 2 ~ еь Ку)2] у=-! $м — коэффициент местного сопротивления турбулизагора, определяемый по скорости, отнесенной к свободному сечению канала, где расположено нагреваемое тело; 5» = = 4»(Ке! 11»Г) — коэффициент сопротивления по длине канала ! с гидравлическйм диаметром»(; й — коэффициент, зависящий от типа турбулизатора [23).
тип турбулизатора д Поворот потока на 180'... 1,06 Поворот потока на 90'... 1,34 Слияние потоков . . . . . . 0,92 Внезапное сужение . . . . . 1,12 Решетка из листа с высверленными отверстиями или диафрагмами....... ° . 1 — 1м11о Ряд труб,...... 1.4(1 — 1м11о) Здесь уму — отношение плошади турбулиза. тора к плошади поперепното ееаеннн канала, з котором он рае»»оложен. Числа Нуссельта для попсречно обтекаемых изделий могут быть рассчитаны по выражениям [23): 1) для тел сферической формы Хи = [2+ 0,5( ' Ке) -1- ! !Зсз +0,036! Ке~ Рг~'и; (6.43) ) ! — 0,954о 21' 2) для тел цилиндрической формы при»)а(0,6 Хи = [0,408 (1+ 1,18»ф Ке + + 0,058 (1 + 1,184З) »,4 Кео,у] рго, Зу.
(6 44) при»)о оО 6 Ли [О 408 (! +! 18»)ое) Кее.з+ + 0,042 (1+ 1,18»й)О~Кееу] Ргэ', (6.45) где до = 1 — о)от — параметр, характеризующий заполнение сечения телами, для которых рассчитывается теплообмен; о и в„— скорости газа в свободном и заполненных сечениях. Числа Нуссельта для продольно обтекаемых тел, исключая входные участки, ап. ределяемые по формулам, приведенным в $ 2.6. При расчете коэффициентов теплоотдачи в засыпках рекомендуется использовать формулы В. Н. Тимофеева [25): Л)и =- 0,106КЕ при 20 < Ке < 200; (6.
46) е.з.к твплоовмпн тпплопроводностью В этом случае нагреватели, представля. ющие собой либо проволочные спирали, либо проволочные или ленточные зигзаги, замурованные в керамическую массу, иаха. дятся в непосредственном контакте с иагре- ваемым телом. Теплопроводность керами- ческой массы ограничивает значение мощ- ности, передаваемой от нагревателя к из- делию. Для расчета теплоотдачн от нагрева- теля может быть использована схема тепло- передачи через бесконечную стенку [3), и тепловой поток от нагревателя Р= 2Х (Н вЂ” Сз) 3 Р, (6.48) где и — теплопроводность обмуровочной керамической массы; Г» — температура нагревателя; Г,— температура наружной поверхности обмуровки; Р— площадь поверхности обмуровки; 5 — толщина обмуровки. Удельная поверхностная мощность нагревателя, Вт1сма, в общем случае равна .
х (г, — гз) 3 (6.49) Л)и = 0,61 Кеа'бу при Ке > 200, (6.47) где Ке = о )' 11)» — число Рейиольдса; Ми = ау' 11",~ — число Нуссельта; 1 — площадь тепловоспринимающей поверхности изделия; от н — массовая скорость газа, отнесенная к полной площади поперечного сечения канала; )з — динамический коэффициент вязкости газа. 326 Теллообмвн в электротермических установках Равд 6 .
е Е.ЕЛ. ХАРАКТЕРИСТИКА НК-НЗЛУЧАТЕЛЕИ 2) Рис. 6.13. Конструкции нагревателей с теп- лоотдачсй теплопроводностью. " — пчоеннв снмметрвчные н наснмметрнчныа; б — трубчатые сцнральные; в — трубчатых н ыу. фелы1ых печей; а — хвнфорвн влевтрвплнты. Многообразие форм нагревательных элементов можно свести к четырем наиболее распространенным (см рис. 6.13, а — г); для них применимы выражения (6.48) и (6Д9), если учесть переходные коэффициенты, методика расчета которых приведена в (3).
6.6. ИНФРАКРАСНЫЙ НАГРЕВ ела. определение н основные овлясти ПРИМЕНЕНИЯ Таблица 69 Основные характеристики инфракрасных зеркальных ламп накаливания типов ИКЗ н ИКЗК (26) Номинальные алевтрвчесвне параметры Основные размеры. мм Станмпеть. руб. Срок службы, ч мы Яб шй Тнп цоколя тнп лампы-налучателв а. в з вь х(м Ид ов Р27/32-2 Р27/32-2 Р40/45-1 Р27/32-2 Р27/32-2 Р40/45-! 29 29 60 29 29 60 185 185 267 185 185 267 5000 5000 5000 5000 5000 5000 0,8 3,0 0,87 0,87 3,0 0,87 500 500 500 250 250 500 127 127 180 127 127 !80 127 127 127 220 220 220 ИКЗ-127-500-1 ИКЗК-127-500 И!(З-! 27-500 ' !ИЗ-220-250 '!КЗК-220-250 ИКЗ-220-500 Инфранрагным нагревом (ИК) принято называть эффект глубинного прогрева материала при заданной интенсивности тепло- выделения по его толщине, возникающий при лучистом нагреве полупрозрачных, селективно поглощающих излучение материалов.
Управление спектром излучателя осуществляется заданием его температуры. Основными областями применения ИК- нагрева являются: 1) сушка лакокрасочных и полимерных покрытий; 2) сушка дерева, бумаги, ткани, кожи, зерна, керамики, пищевых продуктов нтермообработка бетонных изделий; 3) нагрев пластмасс под обработку давлением; 4) обогрев вагонов, цистерн и другого оборудования для борьбы со смерзанием груза; 5) обогрев помещений и избирательный обогрев людей вие помещений; 6) приготовление пищевых продуктов.
Излучатель состоит из источника ИК- излучения определенного спектра частот и отражателя, направляющего излучение па нагреваемый объект. Согласно классификации, принятой в странах СЭВ, ИК.излучатели принято разделять на три группы: 1) высокотемпературные (!р.в) ) 1500' С); максимум излучения располагается в диапазоне длин волн от 0,78 до 1,8 мкм К иим относятся инфракрасные зеркальные лампы накаливания типа ИКЗ, ИКЗК. кварцевые трубчатые вольфрамо-галогенныс лампы накаливания тапа КИ-220- 1000 и т.па 2) среднетемпературные (450«!р.в« «~ 1500' С); максимум излучения лежит в диапазоне длин волн свыше 1,8 мкм.
К ним относятся кварцевые и стеклянные трубчатые излучатели, керамические и металлические излучатели с нагревательными спиралями из нихрома; 3) низкотемпературные (!р,а«450' С). К ним относятся металлические и керами- Р/нфрокроснспг нагрев $6.6 Таблица 6.10 Основные характеристики трубчатых вольфрамо-галогенных ламп накаливания тнгз КИ-220 [26] Основные размеры мм Электркческве параыетры Стоя. масть, руб. ' Цветовая температура, К Срок службы, ч ткп нэлуч стел я длвка дввметр трубка трУбки Напряже- квс, В Мощность, Вт 5000 2500 2000/50 2000/50 ! 000 1300 2500/6000 2500/6000 2550 2800 2600/3200 2600/3200 7,4 14 10,5 10,5 10 10 !0 — 11 1Π— 11 КИ.220-1000 КИ-220-! 300 КИ-220-2500-2 КИ-220-2500-3 305 305 480 480 220 220 220/380 220/380 ческие излучатели с электро- н газовым нагревом.
На рис. 6.14, о, б пркведены кривые спектрального распределения излучения ламп КИ-220-1000, ИКЗ и ИКЗК, а в табл. 6.9 и 6.10 — основные характеристики этих ламп. Вт ма мкм Вг 2В ге ге ао /г В В ОВ 70 ге 7В 22 го Ве АЕ В В еММ '« /л)акга мака УО 6.6.6. ОПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ Эффективность ИК-пагрева зависит от оптических характеристик нагреваемого объекта, к которым относятся коэффициенты поглощения А/„н отражения /7ь в зависимости от длины волны излучения и усредненные (интегральные) значения А н /7 (см.
п. 2.12.1). В табл. 6.11 приведены интегральные значения А н /7 некоторых лакокрасочных покрытий, полученные экспериментально !!], а на рис. 6.15 — спектральные характеристики ряда материалов. Ое ог Оу /О /В /В 72 МВМ 6.6.4. РАСЧЕТ ПРОЦЕССА ИК-НАГРЕВА Связь между предельной температурой !м*,с поверхности, облучаемой ИК.излучением, плотностью потока излучения Ес и коэффициентом поглощения поверхности .4 Рис. 6.14. Кривые спектральной интенсив- ности излучения. а — лампа КИ-222-!000; б — лампы ИКЗ в ИКЗК !261; 7 — лампа ИКЗ; 2 — лампа ИКЗК. Таблнпа 631 Оптические характеристики некоторых лакокрасочных покрытий [!] Температура кстсчвкка, 'С 622 ! 772 ) 2200 Марка эмали Толщкка плевал, мкм 622 60 ~ ЗО 60 МЛ-12-02 («белая ночь») № 835 (синяя) № 89! (вишневая) М4-13 (вишневая) М4-13 (электрик) арСХ, № 26 (красная) крСХ, № 15 (голубая) «Грунт» Г-020 (красный) 0,306 0,336 0,250 0,362 0,275 0,337 0,395 0,203 О, 282 0,310 0,205 0,302 0,285 0,280 0,348 0,206 0,347 0,333 0,130 0,208 0,380 0,157 О, 1ЗО 0,293 0,379 0,254 0,37! 0,346 0,370 0,104 0,142 0,6.40 0,265 0,15! 0,253 0,223 0,180 0,052 0,080 0,433 0,352 0,244 0,345 0,333 О,З 48 0,106 О,!39 0,618 0,2!8 0,145 0,23! 0,512 0,174 0,055 0,069 0,422 0,149 0,142 0,132 0,209 0,242 О,!26 О,!49 0,580 О, 168 0,075 0,065 0,113 0,111 0,065 0,090 0,580 Равд.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
