Расчет тэна. Материал трубки тэна – нержавеющая сталь;

Исходные данные

P₁ = 2500 Вт;

U = 220 В;

Материал трубки тэна – нержавеющая сталь;

Диаметр трубки тэна: до опрессовки D = 16 мм; после опрессовки D_т = 12,3 мм (0,0123 м);

Материал спирали – нихром (удельное сопротивление ρ = 1,1ּ10^–6 Омּм).

Контактный стержень, который находится в пассивной части трубки тэна, не доходит до прямолинейного участка тэна примерно на 50 мм. Соответственно с учетом изгиба тэна (примерно 50 мм) при повороте к тэнодержателю (рис. 8.29) длина контактного стержня составляет 217,7 мм.

Тэны в жарочной ванне необходимо разместить таким образом, чтобы они обеспечивали равномерный обогрев жира. Кроме того, конструкция блока тэнов должна обеспечить их свободное удаление из жарочной ванны для санитарной обработки. На рис. 8.30 представлена предлагаемая схема размещения тэнов.

Исходя из представленной схемы длина активной части трубки составит

L_а = 2ּ(50 + 105 + 365) + 2ּ365 + 3ּ = 2052,6 мм.

Активная длина тэна до опрессовки

L = L_а/1,15 = 2052,6: 1,15 = 1785 мм.

Тогда удельная поверхностная мощность на тэне определится по формуле (4.38)

ω_т = = = 3,15ּ10⁴ Вт/м²

Полученное значение удельной поверхностной мощности на трубке тэна значительно меньше допустимого значения 6ּ10⁴ Вт/м² (табл. 4.4).

Общая длина трубки тэна после опрессовки определяемая по формуле (4.39) будет равна

L = 2052,6 + 2ּ217,7 = 2488 мм.

До опрессовки

L₀ = L/1,15 = 2488: 1,15 = 2163,5 мм.

Диаметр проволоки спирали (d) определяется по формуле (4.36)

d = = = 0,82ּ10^–3 м,

где ω_с – удельная поверхностная мощность на проволоке спирали, Вт/м² (Для тэнов работающих в масле допускается до 10ּ10⁴ Вт/м². Принимаем 8ּ10⁴ Вт/м²).

Полученный диаметр по табл. 4.5 округляется до ближайшего стандартного (d _ст) диаметра нахромовой проволоки – 0,8 мм (0,8ּ10^–3 м) и определяется ее длина (l). Для ее нахождения в начале определим сопротивление проволоки спирали до опрессовки

R₀ = 1,3ּR = 1,3ּ19,36 = 25,17 Ом

где R – сопротивление проволоки спирали после опрессовки, Ом (R = U²/P₁ = 220²/2500 = 19,36 Ом).

Длина проволоки спирали определяется по следующей формуле

l = = = 11,49 м.

Реальная удельная поверхностная мощность на проволоке спирали (ω_с) составит

ω_с = = = 8,66ּ10⁴ Вт/м²,

Полученная реальная удельная поверхностная мощность на проволоке спирали (8,66ּ10⁴ Вт/м²) вполне приемлема, так как она меньше допустимого значения (10ּ10⁴ Вт/м²) для спирали тэнов работающих в масле.

Средний диаметр витка спирали:

= D – δ_т – δ_из – d _ст = 16 – 2– 4 – 0,8 = 9,2 мм,

где δ_т – сумма толщин стенок трубки, δ_т = 2ּ1 = 2 мм;

δ_из – сумма толщин слоев изоляции, δ_из = 2ּ2 = 4 мм;

d _ст – диаметр проволоки спирали, d _ст = 0,8 мм.

Длина витка спирали:

l _в = πּ = 3,14ּ9,2 = 28,88 мм

Число витков:

n _в = = = 398.

Расстояние между витками:

а = = = 3,68 мм.

Поскольку а > d, то расчет выполнен верно и конструктивные параметры нагревателя соответствуют предъявляемым требованиям.

Дата добавления: 2015-06-30