Трубчатые нагревательные элементы
Трубчатые нагревательные элементы (ТЭН) применяют для нагрева воды, воздуха, растворов электролитов и других сред. ТЭН можно размещать в нагреваемой среде. Они надежно работают при вибрациях и ударных нагрузках, отличаются электро- и пожароопасностью, повышенным сроком службы.
ТЭН (рис. 5.7, а) представляет собой тонкостенную металлическую трубку (оболочку) 1 с наполнителем, в которую запрессована нагревательная спираль 2 из проволоки с большим удельным электрическим сопротивлением. В качестве наполнителя 4 используют периклаз - кристаллический оксид магния или кварцевый песок с хорошими электроизоляционными и теплопроводящими свойствами. Концы спирали соединены с контактными стержнями 3, которые через изоляторы 5 выходят наружу нагревателя и служат для присоединения к ним проводов питающей сети. Контактные стержни и проходные изоляторы надежно герметизируют термовлагостойким лаком.
|
| Рис.5.7 Герметические нагревательные элементы: а - разрез ТЭН; б - разновидности ТЭН; в - ТЭН с оребрением; 1- оболочка (трубка); 2 - нагревательная спираль; 3 - контактный стержень; 4 - наполнитель (периклаз); 5 - изолятор; 6 - оребрение. |
Материал оболочки (медь, латунь, углеродистая и нержавеющая сталь) определяет механическую прочность ТЭН, его химическую стойкость и зависит от назначения электронагревателя. ТЭН с оболочкой из нержавеющей стали, имеющей повышенную жаропрочность и коррозионную стойкость, применяют для нагрева агрессивных сред, а также при работе с температурой на оболочке ТЭН свыше 450 °С. ТЭН с медной оболочкой используют при небольших температурах в средах, вызывающих коррозию других металлов. Например, для подогрева воды предназначены трубчатые нагревательные элементы из медной трубки, покрытой оловом, никелем или хромом. Стальные трубы используют для изготовления ТЭН, нагревающих сухой воздух, масло и т. и. при температуре оболочки, не превышающей 400...450 °С. Для ТЭН, работающих при повышенной влажности воздуха, температура которых может превышать 450 °С, чаще всего применяют трубы из высоколегированной стали.
|
|
|
В промышленности используют трубчатые электронагреватели серий НВ, НВЖ, ТЭН, ЭТ для воды, слабых растворов солей, щелочей и кислот; НВС, ТЭН, ЭТ для нагрева воздуха до 350 °С в установках и помещениях; НВСЖ для нагрева воздуха до 600 °С; НММ, НММЖ, ТЭН, ЭТ для минеральных масел и пищевых жиров. Обозначение Н [1] Ж [2] [3] нагревателей серии НВ, НВЖ, НВС, НВСЖ, НММ, НММЖ расшифровывают следующим образом: Н - нагреватель; [1] - В - воды, ВС - воздуха, ММ - масла, Ж - с жаропрочной оболочкой; [2] -развернутая длина, м; [3] - номинальная мощность, кВт. Обозначение ТЭН - [1] [2] [3] / [4] [5] [6] расшифровывается так: Т - трубчатый; Э - электрический; Н - нагреватель; [1] - развернутая длина, см; [2] - условное обозначение длины контактного вывода; [3] - наружный диаметр оболочки (трубки), мм; [4] - номинальная мощность, кВт; [5] - условное обозначение нагреваемой среды; [6] - номинальное напряжение, В. Обозначение ЭТ-[1] нагревателей серии ЭТ указывает: Э - электронагреватель; Т - трубчатый; [1] - развернутая длина, см.
|
|
|
Для рационального размещения ТЭН в рабочей зоне электротермического оборудования им придают различную форму (рис. 5.7, б) и устанавливают при помощи крепежных устройств (штуцеров, планок и т. п.), соединенных с оболочкой сваркой, пайкой, или опрессовкой.
При нагреве газообразных сред для увеличения теплоотвода от ТЭН применяют оребрение 6 (рис. 5.7, б), выполняемое из металла с хорошей теплопроводностью. Это способствует сокращению габаритных размеров электротермических установок и, следовательно, их металлоемкости.
Основной параметр, характеризующий ТЭН, - удельная поверхностная мощность PF, Вт/см2,
(5.33)
где Р мощность ТЭН, Вт; D - диаметр, см, la - активная длина, см, ТЭН.
Предельное значение РF ТЭН определяется условиями работы, допустимыми температурами спирали, наполнителя и оболочки. Для ТЭН, имеющих стальную оболочку, нихромовую нагревательную спираль и периклаз в качестве наполнителя, допустимая удельная мощность составляет от 2 Вт/см2 при нагреве воздуха в условиях свободной конвекции до 11 Вт/см2 при нагреве воды в условиях вынужденнной конвекции. Чтобы определить число нагревателей для конкретных установок, подсчитывают потребную мощность
|
|
|
Далее находят общую мощность Руст электротермической установки и по каталогу для соответствующих условий работы определяют тип ТЭН и его номинальную мощность P1. Число ТЭН для данной установки
(5.34)
Для равномерной загрузки трехфазной питающей сети число ТЭН должно быть кратным трем.
Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 123; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!