Электрический расчет аккумулирующего ВЭНа

Таблица1.1.

Примечание: t1=15оС,.

; г=0,998 кг/л.

Электрический расчет ВЭН сводится к определению мощности электроэнергии потребляемой из сети, необходимой для нагрева определенного количества воды за определенное время фн до заданной температуры tзад, а также определению элементов НЭ, диаметр проволоки спирального НЭ и ее длины.

Задача 1.

Определить Рнэ, диаметр и длину проволоки НЭ в ВЭН аккумулирующего типа, если его размеры диаметр250×450 мм, фн= 50мин=0,833 333часа, а tзад=100оС. г=0,998 кг/л (г/смі).

Порядок расчета:

1. Определяем массу воды.

m = (3,14 • (25см)І / 4) • 45 см • 0,998 г/куб.см = (3,14 • 625/4) • 44,91 = 490,625 • 44,91 =22 033,97 г=22,034 кг.

2. Определяем Qпол и Qобщ, принимая з=0,9.

Полезная теплота определяется по формуле:

Qпол=С0m (tзадtн), кДж где С0- удельная теплоемкость воды при.

=;

mмасса воды в кг;

tн — начальная температура воды, принимаем tн=150С.

Qпол =mCo (tзадtн)=22,034кг· 4,2· (100−15)= 92,543· 85=7866,127 кДж.

Qобщпотребляемая энергия с учетом тепловых потерь.

з — КПД электрического прибора, принимаем з=0,85−0,95.

3. Мощность НЭ определяется по формуле:

kкоэффициент, учитывающий рост удельной теплоемкости воды с ростом ее температуры, kпринимают равным 1,1ч1,15.

До Рнэ=5ч7 кВт нагреватели подключают к однофазной сети U=220 В, при больших мощностях используют 3-х фазную сеть 380 В 50 Гц.

Мощность, потребляемая нагревателями из сети:

Выбираем материал НЭ.

— удельное сопротивление проволоки НЭ, Ом? м.

соудельное сопротивление при 20оС.

k1- коэффициент, учитывающий рост сt с ростом температуры нагревателя. Принимают k1=(1.01ч1.10).

Сплав Х20Н80 с со=1,086· 10−6 Ом· м k1=1,04.

сt= со? k1=1,086· 1,04=1,13·10−6 Ом· м.

Допустимая защитная мощность излучения для НЭ в воде принимается вдоп=(4ч6) · 104.

Принимаем для нашего случая вдоп=6 · 104.

Определяем диаметр и длину проволоки НЭ.