Выбор вентилятора и определение мощности электродвигателя для его привода

 

Вентилятор подбираем по требуемым значениям давления Р = 650Па и объемной подачи воздуха Q_VТ = 3852 м³/ч (1,07м³/с). По номограмме [2, стр. 129] находим вентилятор типа Ц4-70 №4 с данными: h_В = 0,58 А = 4500.

Частота вращения вентилятора:

 

 (3.1)

 

 (об/мин).

Определяем требуемую мощность электродвигателя:

 

, (3.2)

 

h_ПЕР - КПД передачи для непосредственного соединения валов равен 1;

h_В-КПД вентилятора.

 (Вт).

Установленную мощность электродвигателя определяется по формуле:

 

 (3.3)

 

где: К_З - коэффициент запаса мощности, К_З = 1,2 [2, стр. 130].

 (Вт).

Выбираем по каталогу [4, стр. 229] двигатель 4А80В4У3 Р_ном = 1,5 кВт, n = 1500 об/мин, h_дв = 0,77, cosj = 0,83.

 

Проектирование электрокалорифера

 

Конструктивный расчет ТЭНа

Мощность одной секции электрокалорифера:

 

 (3.4)

 

 (Вт).

Мощность одного ТЭНа:

 

, (3.5)

 

где n₁ - число ТЭНов в одной секции принимается кратным трем, n₁ = 6.

 (Вт).

Исходные данные для конструктивного расчета ТЭНа

·   питающее напряжение U=220 В;

·   мощность ТЭНа Р₁ = 2500 Вт;

·   материал проволоки Х15Н60-Н;

·   наружный диаметр трубки оболочки после опрессовки d_об.нар=13 10^-3 м.

1) Диаметр проволоки:

 (3.6)

 

где r - удельное электрическое сопротивление материала проволоки при рабочей температуре, принимаем r₂₀ = 1,1×10^-6 Ом×м [1, табл. 8];

Р_А¹ = 28 ∙10⁴ Вт/м² [1, табл. 4].

 (м).

Принимаем стандартное d = 0,60 мм.

) Электрическое сопротивление спирали ТЭНа при рабочей температуре:

 

 (3.7)

 

 (Ом).

) Электрическое сопротивление спирали ТЭНа при температуре 20 ⁰С

 

, (3.8)

 

где: К_т - поправочный коэффициент, принимаем К_т = 1,074 [1, табл. 8].

 (Ом).

) Электрическое сопротивление спирали до опрессовки ТЭНа:

 

, (3.9)

 

где: a_R - коэффициент, учитывающий изменение сопротивления проволоки в результате опрессовки, принимаем a_R = 1,3 [1, стр. 32].

 (Ом).

) Длина проволоки в рабочей части ТЭНа:

 

 (3.10)

 

 (м).

) Предусматривается навивка проволочной спирали на стержень диаметром:

 

 (мм). (3.11)

 

) Средний диаметр спирали:

 

d_c = d₁ +d (3.12)

 

d_c = (5,4 + 0,6)^.10^-3 = 6^.10^-3 (м).

) Длина одного витка спирали до опрессовки:

 

, (3.13)

 

где 1,07 - коэффициент, учитывающий увеличение » на 7% среднего диаметра витка проволоки при навивке на стержень.

 (м).

) Активное число витков:

 

 (3.14)

10) Длина активной части трубки ТЭНа после опрессовки:

 

, (3.15)

 

где: Р_А¹¹ - удельная поверхностная мощность на трубке оболочки ТЭНа, Вт/м².

 (м).

) Длина активной части трубки оболочки ТЭНа до опрессовки:

 

 (м), (3.16)

 

где g - коэффициент удлинения трубки в результате опрессовки методом обсадки.

) Расстояние между витками спирали

 

 (м). (3.17)

 

) Потребная длина проволоки для изготовления спирали ТЭНа.

С учетом необходимой навивки на концы контактных стержней из расчета 20 витков спирали на конец стержня.

 

 (м). (3.18)

 

) Полная длина трубки ТЭНа

 

 (м), (3.19)

где L_п - длина пассивного конца, принимаем L_п = 0,05 м [1, стр. 34].