Približne metode za proračun grijača

U praktičnim proračunima često se koriste približne metode za proračun grijača, temeljene na korištenju eksperimentalnih podataka (u obliku tablica ili grafičkih ovisnosti), koji odražavaju odnos između struje opterećenja (In), temperature, dimenzija presjeka i promjer. Grafičke ovisnosti ili tablični podaci dobivaju se za određene (standardne) uvjete kada se žica rasteže vodoravno u mirnom zraku pri temperaturi od 293 K.

Stvarna površinska temperatura Td dovodi se do izračunate Tp (tabularno) pomoću faktora postrojenja i okoliša:

gdje su km i kc čimbenici instalacije i okoliša. Za standardne uvjete kM = kc = 1.

Faktor ugradnje uzima u obzir pogoršanje prijenosa topline u pravi grijač u usporedbi sa standardnim uvjetima pod kojima su dobiveni tablični podaci (km ≤ 1).Za spiralu žice u mirnom zraku km = 0,8 ... 0,9, za spiralu na izolacijskom okviru (šipci) km = 0,7, za spiralu ili žicu u grijaćem tijelu, električno grijanom podu, tlu, ploči km = 0,3 … 0.4.

Faktor okoline objašnjava poboljšanje prijenosa topline u usporedbi sa standardnim uvjetima zbog utjecaja grijane okoline (kc ≥1). Za svitak žice, žica u pokretnom zraku kc = 1,1 ... 4,0, za grijače zaštićene i zatvorene izvedbe u mirnoj vodi kc = 2,5, za grijače u pokretnoj vodi kc = 2,8 ... 3. Vrijednosti kc i km za druge radne uvjeti su navedeni u referentnoj literaturi.

Dopuštena opterećenja na nikromskoj žici ovješenoj vodoravno u mirnom zraku na projektiranoj temperaturi

Stvarna temperatura otpora (vodiča) u grijačima otvorenog tipa određena je tehnološkim uvjetima zagrijanog medija. Ako temperatura površine prijenosa topline grijača nije ograničena zagrijanim medijem, tada se stvarna temperatura otpora grijanja uzima iz uvjeta Td ≤ Tmax (Tmax je najveća dopuštena temperatura grijača (vodiča)).

Prema prihvaćenoj shemi za spajanje grijača, trenutna snaga jednog grijača određena je formulom

gdje je Pf fazna snaga ETU, W, Uph fazni napon mreže, V, Nc broj paralelnih grana (grijača) po fazi.

Prema Tr i In, površina presjeka i promjer određuju se iz referentnih tablica.

Potrebna duljina, m, grijaće žice po presjeku (grijaču) nalazi se izrazom

gdje je ρt električni otpor žice pri stvarnoj temperaturi, Ohm-m.

Od praktičnog interesa su metode proračuna koje se koriste u specijaliziranim poduzećima u proizvodnji hermetički zatvorenih grijača (TEN)... Početni podaci za proračun grijaćeg elementa su:

nazivna čvrstoća
napon grijača,
aktivna duljina njegove ljuske
grijano okruženje.

TEN parametri ljuske

Zavojnica za grijaće elemente izračunava se sljedećim redoslijedom:

1. Prema nazivnoj snazi i rasklopljenoj duljini prema referentnoj tablici odaberite potrebnu aktivnu površinu grijača i odredite specifični površinski toplinski tok, W/cm2, na vanjskoj površini kućišta grijača:

Izračunati protok topline ne smije prijeći najveću dopuštenu vrijednost, tj. Fa ≤ Fa.dop.

2. Unaprijed odredite promjer, mm, otpora grijanja (vodiča)

gdje je Fa.dop.pr — dopušteni specifični protok topline na površini vodiča, W / cm2. Vrijednost FA add.pr uzima se prema referentnoj tablici, ovisno o radnom okruženju i prirodi grijanja.
Prema referentnim knjigama, pronađen je najbliži promjer žice, veći u odnosu na asortiman.

Dopušteni specifični toplinski tok na površini grijača i vodiča