গরম করার উপাদানের গণনা

গরম করার উপাদানের তারের প্রধান পরামিতিগুলির একটি নির্ধারণ করতে - ব্যাস d, m (মিমি), গণনার দুটি পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়: অনুমোদিত নির্দিষ্ট পৃষ্ঠ শক্তি পিএফ অনুযায়ী এবং বর্তমান লোডের টেবিল ব্যবহার করে।

অনুমোদিত নির্দিষ্ট পৃষ্ঠ শক্তি PF = P⁄F,

যেখানে P হল তারের হিটারের শক্তি, W;

F = π ∙ d ∙ l — হিটার এলাকা, m2; l — তারের দৈর্ঘ্য, মি।

প্রথম পদ্ধতি অনুযায়ী

যেখানে ρd — প্রকৃত তাপমাত্রায় তারের উপাদানের বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ, ওহম • মি; U হল হিটার তারের ভোল্টেজ, V; PF - বিভিন্ন হিটারের জন্য নির্দিষ্ট পৃষ্ঠ শক্তির অনুমোদিত মান:

দ্বিতীয় পদ্ধতিটি পরীক্ষামূলক ডেটা থেকে সংকলিত বর্তমান লোডের একটি সারণী ব্যবহার করে (সারণী 1 দেখুন)। নির্দেশিত সারণীটি ব্যবহার করার জন্য, অনুপাত দ্বারা কন্ডাক্টর Td-এর প্রকৃত (বা অনুমোদিত) তাপমাত্রার সাথে সম্পর্কিত গণনাকৃত গরম করার তাপমাত্রা Tp নির্ধারণ করা প্রয়োজন:

Tr = Km ∙ Ks ∙ Td,

যেখানে কিমি হল ইনস্টলেশন ফ্যাক্টর, এটির নির্মাণের কারণে হিটারের শীতল অবস্থার অবনতি বিবেচনা করে; একটি স্থির বায়ু পরিবেশের তুলনায় হিটার শীতল অবস্থার উন্নতি বিবেচনা করে Kc হল পরিবেষ্টিত ফ্যাক্টর।

একটি সর্পিল বাঁকানো তারের তৈরি একটি গরম করার উপাদানের জন্য, Km = 0.8 … 0.9; একই, একটি সিরামিক বেস সহ Km = 0.6 ... 0.7; হিটিং প্লেট এবং কিছু গরম করার উপাদানের একটি তারের জন্য Km = 0.5 ... 0.6; বৈদ্যুতিক মেঝে থেকে কন্ডাক্টরের জন্য, মাটি এবং গরম করার উপাদানগুলি কিমি = 0.3 ... 0.4। কিমি-এর একটি ছোট মান একটি ছোট ব্যাস সহ একটি হিটারের সাথে মিলে যায়, একটি বড় ব্যাসের সাথে একটি বড় মান।

মুক্ত পরিচলন ব্যতীত অন্য অবস্থার অধীনে কাজ করার সময়, Kc = 1.3 … 2.0 বায়ু প্রবাহে উপাদান গরম করার জন্য নেওয়া হয়; স্থির জলের উপাদানগুলির জন্য Kc = 2.5; জলপ্রবাহে — Kc = 3.0 … 3.5।

যদি ভবিষ্যতের (ডিজাইন করা) হিটারের ভোল্টেজ Uph এবং পাওয়ার Pf সেট করা হয়, তাহলে এর বর্তমান (প্রতি ফেজ)

Iph = Pph⁄Uph

সারণী 1 অনুযায়ী তার গরম করার প্রয়োজনীয় গণনা করা তাপমাত্রার জন্য হিটারের বর্তমানের গণনা করা মান অনুসারে, নিক্রোম তারের ডি এর প্রয়োজনীয় ব্যাস পাওয়া যায় এবং হিটার তৈরির জন্য তারের প্রয়োজনীয় দৈর্ঘ্য, m। গণনা করা হয়:

যেখানে d নির্বাচিত তারের ব্যাস, m; ρd হল প্রকৃত গরম করার তাপমাত্রায় পরিবাহীর নির্দিষ্ট বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ, ওহম • মি,

ρd = ρ20 ∙ [1 + αp ∙ (Td-20)],

যেখানে αр — প্রতিরোধের তাপমাত্রা সহগ, 1/OS।

নিক্রোম স্পাইরালের পরামিতি নির্ধারণ করতে, বাঁকগুলির গড় ব্যাস নিন D = (6 … 10) ∙ d, সর্পিলের পিচ h = (2 … 4) ∙ d,

পালা পরিবর্তন সংখ্যা

হেলিক্স দৈর্ঘ্য lsp = h ∙ n.

গরম করার উপাদানগুলি গণনা করার সময়, এটি মনে রাখা উচিত যে গরম করার উপাদানটি চাপার পরে সর্পিল তারের প্রতিরোধের

যেখানে k (y.s) একটি সহগ যা সর্পিল প্রতিরোধের হ্রাসকে বিবেচনা করে; পরীক্ষামূলক তথ্য অনুযায়ী, k(s) = 1.25। এটিও বিবেচনায় নেওয়া উচিত যে সর্পিল তারের নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের শক্তি 3.5 ... টিউবুলার গরম করার উপাদানটির নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের শক্তির চেয়ে 5 গুণ বেশি।

গরম করার উপাদানের ব্যবহারিক গণনাতে, প্রথমে এর পৃষ্ঠের তাপমাত্রা নির্ধারণ করুন Tp = To + P ∙ Rt1,

যেখানে এটি পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা, ° C; P হল গরম করার উপাদানের শক্তি, W; RT1 — পাইপে তাপীয় প্রতিরোধ — মাঝারি ইন্টারফেস, OC/W.

তারপর উইন্ডিং এর তাপমাত্রা নির্ধারণ করা হয়: Tsp = To + P ∙ (Rt1 + Rt2 + Rt3),

যেখানে Rt2 হল পাইপের প্রাচীরের তাপীয় প্রতিরোধ, OC/W; RT3 — ফিলারের তাপীয় প্রতিরোধ, OC/W; Rp1 = 1⁄ (α ∙ F), যেখানে α হল তাপ স্থানান্তর সহগ, W/(m^2 • ОС); F - হিটারের এলাকা, m2; Rt2 = δ⁄ (λ ∙ F), যেখানে δ হল দেয়ালের বেধ, m; λ — দেয়ালের তাপ পরিবাহিতা, W / (m • ОС)।

গরম করার উপাদানগুলির ডিভাইস সম্পর্কে আরও তথ্যের জন্য, এখানে দেখুন: তাপ সৃষ্টকারি উপাদান. ডিভাইস, নির্বাচন, অপারেশন, গরম করার উপাদানগুলির সংযোগ

সারণী 1. বর্তমান লোডের সারণী

উদাহরণ 1. অনুমোদিত নির্দিষ্ট পৃষ্ঠ শক্তি PF অনুযায়ী একটি তারের সর্পিল আকারে বৈদ্যুতিক হিটার গণনা করুন।

অবস্থা।হিটার পাওয়ার পি = 3.5 কিলোওয়াট; সরবরাহ ভোল্টেজ U = 220 V; তারের উপাদান — নিক্রোম Х20Н80 (20% ক্রোমিয়াম এবং 80% নিকেলের একটি সংকর), তাই তারের নির্দিষ্ট বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ ρ20 = 1.1 ∙ 10 ^ ( — 6) ওহম • m; প্রতিরোধের তাপমাত্রা সহগ αр = 16 ∙ 10 ^ (- 6) 1 /ОС; সর্পিল খোলা, ধাতব আকারে, সর্পিলটির কার্যকারী তাপমাত্রা হল Tsp = 400 OC, PF= 12 ∙ 10^4 W/m2। d, lp, D, h, n, lp নির্ণয় কর।

উত্তর. কয়েল রেজিস্ট্যান্স: R = U ^ 2⁄P = 220 ^ 2⁄3500 = 13.8 ohms।

Tsp = 400 OS এ নির্দিষ্ট বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ

ρ400 = 1.1 ∙ 10 ^ (- 6) ∙ [1 + 16 ∙ 10 ^ (- 6) ∙ (400-20)] = 1.11 ∙ 10 ^ (- 6) ওহম • মি।

তারের ব্যাস খুঁজুন:

R = (ρ ∙ l) ⁄S অভিব্যক্তি থেকে আমরা পাই l⁄d ^ 2 = (π ∙ R) ⁄ (4 ∙ ρ), যেখান থেকে তারের দৈর্ঘ্য

সর্পিল মোড়ের গড় ব্যাস হল D = 10 ∙ d = 10 ∙ 0.001 = 0.01 m = 10 মিমি। সর্পিল পিচ h = 3 ∙ d = 3 ∙ 1 = 3 মিমি।

সর্পিল এর বাঁক সংখ্যা

হেলিক্সের দৈর্ঘ্য হল lsp = h ∙ n = 0.003 ∙ 311 = 0.933 m = 93.3 cm।

উদাহরণ 2. বর্তমান লোডের সারণী ব্যবহার করে তারের ব্যাস d নির্ধারণ করার সময় তারের প্রতিরোধের হিটারটি কাঠামোগতভাবে গণনা করুন (সারণী 1 দেখুন)।

অবস্থা। তারের হিটার পাওয়ার P = 3146 W; সরবরাহ ভোল্টেজ U = 220 V; তারের উপাদান — নিক্রোম Х20Н80 ρ20 = 1.1 ∙ 10 ^ ( — 6) ওহম • m; αp = 16 ∙ 10 ^ (- 6) 1 / ℃; খোলা হেলিক্স বায়ু প্রবাহে অবস্থিত (Km = 0.85, Kc = 2.0); কন্ডাক্টরের অনুমতিযোগ্য অপারেটিং তাপমাত্রা Td = 470 ОС।

তারের lp এর ব্যাস d এবং দৈর্ঘ্য নির্ণয় কর।

উত্তর.

Tr = Km ∙ Ks ∙ Td = 0.85 ∙ 2 ∙ 470 OS = 800 OS।

ডিজাইন হিটার কারেন্ট I = P⁄U = 3146⁄220 = 14.3 A।

Tр = 800 ОС এবং I = 14.3 A-তে বর্তমান লোডের সারণী অনুসারে (সারণী 1 দেখুন), আমরা তারের d = 1.0 মিমি এবং S = 0.785 মিমি 2 এর ব্যাস এবং ক্রস-সেকশন খুঁজে পাই।

তারের দৈর্ঘ্য lp = (R ∙ S) ⁄ρ800,

যেখানে R = U ^ 2⁄P = 220 ^ 2⁄3146 = 15.3 ওহম, ρ800 = 1.1 ∙ 10 ^ (- 6) ∙ [1 + 16 ∙ 10 ^ (- 6) ∙ (800]∙ =10) 10 ^ (- 6) ওহম • m, lp = 15.3 ∙ 0.785 ∙ 10 ^ (- 6) ⁄ (1.11 ∙ 10 ^ (- 6)) = 10.9 মি।

এছাড়াও, যদি প্রয়োজন হয়, প্রথম উদাহরণের অনুরূপ, D, h, n, lsp সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে।

উদাহরণ 3. টিউবুলার ইলেকট্রিক হিটার (TEN) এর অনুমোদনযোগ্য ভোল্টেজ নির্ধারণ করুন।

অবস্থা... গরম করার উপাদানটির কুণ্ডলীটি d = 0.28 মিমি ব্যাস এবং দৈর্ঘ্য l = 4.7 মি সহ নিক্রোম তার দিয়ে তৈরি। গরম করার উপাদানটি 20 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় স্থির বাতাসে থাকে। নিক্রোমের বৈশিষ্ট্য: ρ20 = 1.1 ∙ 10 ^ (- 6) ওহম • মি; αр = 16 ∙ 10 ^ (- 6) 1 / ° C. গরম করার উপাদানের হাউজিংয়ের সক্রিয় অংশের দৈর্ঘ্য La = 40 সেমি।

গরম করার উপাদানটি মসৃণ, বাইরের ব্যাস ডব = 16 মিমি। তাপ স্থানান্তর সহগ α = 40 W / (m^2 ∙ °C)। তাপ প্রতিরোধক: ফিলার RT3 = 0.3 ОС / W, হাউজিং দেয়াল Rт2 = 0.002 ОС / W।

গরম করার উপাদানটিতে সর্বোচ্চ কত ভোল্টেজ প্রয়োগ করা যেতে পারে তা নির্ধারণ করুন যাতে এর কুণ্ডলী তাপমাত্রা Tsp 1000 ℃ এর বেশি না হয়।

উত্তর. গরম করার উপাদান গরম করার উপাদানের তাপমাত্রা

Tsp = To + P ∙ (Rt1 + Rt2 + Rt3),

যেখানে এটি পরিবেষ্টিত বায়ু তাপমাত্রা; P হল গরম করার উপাদানের শক্তি, W; RT1 - পাইপ-মাঝারি ইন্টারফেসের তাপীয় প্রতিরোধের সাথে যোগাযোগ করুন।

গরম করার উপাদানের শক্তি P = U^2⁄R,

যেখানে R হল হিটিং কয়েলের রেজিস্ট্যান্স।অতএব, আমরা Tsp-To = U^2 / R ∙ (Rt1 + Rt2 + Rt3) লিখতে পারি, যেখান থেকে গরম করার উপাদানের ভোল্টেজ

U = √ ((R ∙ (Tsp-To)) / (Rt1 + Rt2 + Rt3))।

R = ρ ∙ (4 ∙ l) ⁄ (π ∙ d^2) খুঁজুন,

যেখানে ρ1000 = ρ20 ∙ [1 + αp ∙ (T-20)] = 1.1 ∙ 10 ^ (- 6) ∙ [1 + 16 ∙ 10 ^ (- 6) ∙ (1000-20)] = 1.120 ^ — 6) ওহম • মি.

তারপর R = 1.12 ∙ 10 ^ (- 6) ∙ (4 ∙ 4.7) ⁄ (3.14 ∙ (0.28 ∙ 10 ^ (- 3)) ^ 2) = 85.5 ওহম।

যোগাযোগের তাপ প্রতিরোধক RT1 = 1⁄ (α ∙ F),

যেখানে F হল হিটিং এলিমেন্টের শেলের সক্রিয় অংশের ক্ষেত্রফল; F = π ∙ ডব ∙ লা = 3.14 ∙ 0.016 ∙ 0.4 = 0.02 m2।

Rt1 = 1⁄ (40 ∙ 0.02 = 1.25) OC/W খুঁজুন।

গরম করার উপাদান U = √ ((85.5 ∙ (1000-20)) / (1.25 + 0.002 + 0.3)) = 232.4 V এর ভোল্টেজ নির্ধারণ করুন।

যদি হিটিং এলিমেন্টে নির্দেশিত নামমাত্র ভোল্টেজ 220 V হয়, তাহলে Tsp = 1000 OS-এ ওভারভোল্টেজ হবে 5.6% ∙ Un।