Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Нагревательное сопротивление-резистивное тело, наиболее ответственный элемент электрического нагревателя, от которого зависит надежность и долговечность его работы в заданном технологическом режиме. Поэтому к материалам для нагревательных элементов предьявляются особые требования, основанные на следующих: достаточные жаростойкость и жаропрочность ( не должны окислятся и терять механических свойств при высоких температурах); большое удельное электрическое сопротивление (должны обеспечивать возможность включения на сетевое напряжение при небольшой длинне нагревателя) и малый температурный коэффициент сопротивления ( должны незначительно изменять сопротивление при изменении температуры ); стабильность размеров и электрических свойств .

В зависимости от температурного режима и технологических условий нагреваемой cреды для изготовления электрических нагревателей используют металлические и неметаллические материалы. Для низко- и средне-температурных установок широко применяют специальные сплавы: хромоникелевые и железохромоникелевые. Наиболее распространены нихромы. В низкотемпературных установках ( до 620 К) электрические нагреватели выполняют из дешевого и доступного материала — углеродистой стали. Неметаллические нагреватели используют нагреваватели используют в высокотемпературных установок. В ЭТУ с рабочей температурой до 1570 К применяют стержневые цилиндрические нагреватели из карборунда, а с температурой до 1870 К — из дисилицида молибдена. В высокотемпературных вакуумных печах с температурой нагрева до 3270 К используют графитовые нагреватели в виде стержней, трубок, пластин и другой формы.

Электрические нагреватели из карборунда, дисилицида и графита обладают высоким сопротивлением и переменными температурным коэффициентом сопротивления. Питание на эти нагреватели подается от понижающего трансформаторов с регулируемым вторичным напряжением.

В качестве электроизоляционного наполнителя ТЭНов используется периклаз (плавленый оксид магния, который получают в дуговых электропечах, плавкой магнийсодержащих веществ). К данному наполнителю предъявляются следующие требования:

- низкая удельная электропроводимость;

- высокая электрическая прочность;

- химическая нейтральность;

- достаточно высокий коэффициент теплопроводности;

- низкая влагопоглащаемость;

- достаточная сыпучесть.

В качестве оболочек ТЭНов используют тонкостенные металлические трубы ( латунные, алюминиевые, стальные)

Латунь - до 250 C;

Алюминий - до 350 C;

Углеродистая сталь - до 450 C;

Нержавеющая сталь - до 750 C;

Основным требованием предъявляемым к оболочке является механическая прочность, для защиты нагревательного элемента от механических повреждений.

Для повышения долговечности нагревателей применяют защитные покрытия (хромникелевые и др.). Такие покрития увеличивают ресурс нагревателей в несколько раз при работе в водных растворах.

Для герметизации ТЭНов прииеняют:

- кремнийорганические лаки и эмали;

- эпоксидные герметики;

- битумную мастику;

- легкоплавкое стекло.

3. Расчеты симметричных и неполнофазных режимов трехфазной ЭТУ (электрокалорифера)

Регулировать мощность электрической нагревательной установки мы будем, изменяя схему включения нагревателей.

Рассчитаем варианты регулирования для электрического калорифера.

U=220 ВP=1000 Втt₀=20 _p8С

3.1 Двойной треугольник

Рис. 3. Двойной треугольник.

а) При данной схеме включения каждый нагреватель находится под номинальным напряжением, а значит будет отдавать полную мощность. Так как двойной треугольник содержит шесть нагревательных элементов, то общая мощность равна:

Вт

б) При обрыве линейного провода в точке А (см. рис.3) под напряжением остаются все шесть нагревательных элементов, но четыре из них только под напряжением равным половине номинального. Следовательно, мощность, выделяемая на одном элементе, получается равная:

Вт

Полная мощность тогда получается:

Вт

где n1 - количество нагревателей находящихся не под номинальным напряжением, шт.;

P₁ - мощность, отдаваемая нагревателем, находящимся не под номинальным напряжением, Вт.

в) При обрыве фазы в точках В (см. рис.3) мы получаем, что два нагревателя не включены вообще, а остальные находятся под номинальным напряжением. Следовательно, число нагревателей в работе будет четыре.

Вт

3.2 Звезда

Рис.4. Звезда

а) При включении нагревателей по схеме звезда, каждый нагреватель находится под фазным напряжением. Следовательно, нагреватели включены на напряжение равное . Так как - то если напряжение уменьшить в раз, то, мощность, выделяемая на нагревательном элементе получается меньше в 3 раза. Следовательно, полная мощность, отдаваемая схемой, вычисляется по формуле:

Вт

б) При обрыве линейного или фазного провода в точке А (см. рис.4) в работе оказываются только два нагревателя и включены они на половину линейного напряжения, следовательно, мощность, выделяемая ими, вычисляется так:

Вт

3.3Треугольник

Рис.5. Треугольник

а) При данной схеме включения каждый нагреватель находится под

номинальным напряжением, а значит будет отдавать полную мощность. Данная схема содержит три нагревательных элемента.

Вт

б) При обрыве линейного провода в точке А (см. рис.5) под напряжением остаются все три нагревательных элементов, но два из них только под напряжением равным половине номинального. Следовательно, мощность, выделяемая на одном элементе, получается равная:

Вт

Полная мощность тогда получается:

Вт

где n1 - количество нагревателей находящихся не под номинальным напряжением, шт.; P₁ - мощность, отдаваемая нагревателем, находящимся не под номинальным напряжением, Вт.

в) При обрыве фазы в точке В (см. рис. 5) мы получаем, что один нагревателя не включен вообще, а остальные находятся под номинальным напряжением. Следовательно, число нагревателей в работе будет два.

Вт

3.4 Двойная звезда

Рис.6. Двойная звезда

а) При включении нагревателей по схеме звезда, каждый нагреватель находится под фазным напряжением. Следовательно, нагреватели включены на напряжение равное . Так как то если напряжение уменьшить в раз, то мощность выделяемая на нагревательном элементе получается меньше в 3 раза. Следовательно, полная мощность, отдаваемая схемой, вычисляется по формуле:

Вт

б) При обрыве линейного или фазного провода в точке А (см. рис.6) в работе оказываются только четыре нагревателя и включены они на половину линейного напряжения, следовательно, мощность, выделяемая ими, вычисляется так:

Вт

3.5 Последовательный треугольник

а) При включении нагревателей по такой схеме каждый нагреватель находится под напряжением равным половине номинального, а следовательно, мощность на каждом нагревателе уменьшается в четыре раза. Полная мощность нагревателя включенного по такой схеме вычисляется так:

Вт

Рис. 7. Последовательный треугольник

б) При обрыве линейного провода в точке А (см. рис.7) у нас получается, что четыре нагревателя включены на четвертую часть номинального напряжения, а два - на половину. Мощность, отдаваемая в этом случае, вычисляется по формуле:

Вт

в) При обрыве фазы в точке В (см. рис. 7) у нас два нагревателя не участвуют в работе, а следовательно, в работе участвуют четыре нагревателя включенных на половинное напряжение. Полная мощность в этом случае вычисляется следующим образом:

Вт

3.6 Последовательная звезда

Рис. 8. Последовательная звезда

а) При включении нагревателей по такой схеме каждый нагреватель находится под напряжением равным , а следовательно, мощность на каждом нагревателе уменьшается в раза. Полная мощность нагревателя включенного по такой схеме вычисляется так:

Вт

б) При обрыве линейного или фазного провода в точке А (см. рис.8) в работе оказываются только четыре нагревателя и включены они на четверть линейного напряжения, согласно зависимости мощности выделяемой на нагревательном элементе от подводимого напряжения получаем:

Вт

Все полученные данные сводим в таблицу 6.

Таблица 5. Сводная таблица.

4. Принципиальная электрическая схема автоматизации электрокалорифера

Электрокалориферные установки предназначены для подогрева воздуха в системах вентиляции на животноводческих и птицеводческих фермах, что способствует созданию в них оптимального микроклимата. Электрокалориферная установка типа СФОЦ рассчитана на питание от сети переменного трёхфазного тока с глухозаземлённой нейтралью напряжением 380\ 220 В. Схема соединения оребрённых трубчатых электронагревателей – “звезда”. Установка состоит из центробежного вентилятора, унифицированного электрокалорифера типа СФО и шкафа управления с пускорегулирующей аппаратурой. Электрокалорифер и вентилятор смонтированы на сварной металлической раме. Для снижения вибрации предусмотрена установка виброизоляторов и мягкие вставки. В установке предусмотрено автоматическое регулирование мощности по температуре воздуха в вентилируемом помещении. Схема регулирования - позиционная, т.е. при достижении заданной температуры установка отключается, а при понижении температуры на определённый интервал снова включается. ТЭНы электрокалорифера секционированы на три ступени мощности, которые в процессе эксплуатации могут переключатся. Перключение осуществляется автоматически или вручную. Автоматическое переключение осуществляется по сигналам датчиков температуры, установленных в обогреваемом помещении. Положение датчиков в помещении определяется опытным путём при регулировании теплового режима установки.

Характеристики

Список файлов ВКР