Курсовая работа: Проектирование электрического пищеварочного котла емкостью 250 дм3

3.2 Расчет нагревательных элементов котла КПЭ-250С

3.2.1 Исходные данные для расчета нагревательных элементов

Для расчета ТЭНа необходимо иметь сведения о его мощности Р, напряжении в электрической сети U, удельных нагрузках на поверхности трубки  и поверхности спирали Wn.

Суммарную мощность ТЭНов, установленных в аппарате и их количество определяем из технической характеристики аппарата.

Мощность ТЭНа Р, Вт, определяем из соотношения:

 (33)

где ΣΡ - суммарная мощность ТЭНов, установленных в аппарате, Вт;

n - количество ТЭНов, шт.

Напряжение электрической сети U, В, определяем из технической характеристики аппарата с учетом электрической схемы включения ТЭНа в сеть.

Принимаем  и .

Исходные данные сводим в таблицу (см. таблицу 5).

Таблица 5 - Исходные данные для расчета ТЭНа

3.2.2 Расчетная схема

Эскиз ТЭНа с указанием расчетных параметров показан на рисунке 6

Рисунок 6 – Схема к расчету ТЭНа

а - параметры трубки; б - параметры спирали.

3.2.3 Порядок расчета

Расчет ТЭНа выполняем в три этапа:

- определение размеров трубки;

- расчет размеров проволоки;

- нахождение размеров спирали.

Определяем длину активной части трубки ТЭНа la, м, по формуле

 (34)

где DТ – диаметр трубки ТЭНа. Диаметр трубки принимают в пределах DТ = 0,006.. .0,016 м.

Рассчитываем длину активной части трубки ТЭНа до опрессовки , м, из соотношения

 (35)

где γ – коэффициент удлинения трубки в результате опрессовки, γ=1,15.

Находим полную развернутую длину трубки после опрессовки LТ, м, по формуле

 (36)

где LП - длина пассивного конца трубки ТЭНа, м (=5см).

Находим сопротивление проволоки ТЭНа после опрессовки R, Ом, из выражения

 (37)

а сопротивление проволоки ТЭНа до опрессовки RО OМ, из выражения

 (38)

где αR - коэффициент изменения сопротивления проволоки в результате опрессовки, αR = 1,3.

Рассчитываем удельное сопротивление проволоки при рабочей температуре, ρt, Ом ◦м, по формуле:

=1,25◦10 Ом◦м, (39)

где р20 - удельное сопротивление проволоки при рабочей температуре 20°С, Ом • м;

α - температурный коэффициент, учитывающий изменение удельного

сопротивления проволоки при изменении температуры, град-1;

t - рабочая температура проволоки, °С.

Определяем диаметр проволоки ТЭНа d, м, по формуле:

 (40)

Находим длину проволоки ТЭНа lпр, м, из выражения:

 (41)

Проверяем значение фактической удельной поверхностной мощности на проволоке WПФ, Вт/м2:

 (42)

WПФ не превышает предельно допустимых величин.

Вычисляем длину одного витка спирали lв , м, по формуле

 (43)

где 1,07 - коэффициент увеличения диаметра спирали после снятия ее со стержня намотки;

dС - диаметр стержня намотки, м, выбирают из конструктивных соображений =0,003... 0,006м.

Находим количество витков спирали n, шт., по формуле

 (44)

Расстояние между витками спирали а, м, связано с длиной активной части трубки ТЭНа соотношением

 (45)

Для обеспечения хорошего отвода тепла от внутренней поверхности спирали соблюдено соотношением а > dПР

Определяем шаг спирали s, м

 (46)

Вычисляем коэффициент шага Кш

 (47)

и коэффициент намоток стержня

 (48)

Определяем диаметр спирали ТЭНа dСП, м, по формуле

 (49)

Находим общую длину проволоки lo, м, с учетом навивки на концы контактных стержней по 20 витков:

 (50)

Заключение

В настоящее время вопросам повышения эффективности производства и качества готовой продукции уделяется большое внимание.

Применительно к торговле и общественному питанию эти требования должны найти свое отражение в сокращении продолжительности технологических процессов, снижении удельного расхода энергии, уменьшении потерь сырья при его обработке, повышении качества готовой продукции, улучшению санитарно-гигиенических условий.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8