4.4. Obliczanie elementów grzejnych

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "4.4. Obliczanie elementów grzejnych"

Wacław Matuszewski
9 lat temu
Przeglądów:

1 4.4. Obiczanie eemenów grzejnych Po wyznaczeniu wymiarów przewodu grzejnego naeży zaprojekować eemen grzejny, a więc okreśić wymiary skręki grzejnej czy eemenu faisego (wężownicy grzejnej, meandra grzejnego) Skręka grzejna Skręka grzejna powsaje przez nadanie przewodowi grzejnemu kszału np. inii śrubowej, jak pokazano na rys ys.4.1. Skręka grzejna Długość przewodu grzejnego można wyznaczyć z zaeżności U = ρ =, (4.45) s P gdzie: ρ rezysywność maeriału w emperaurze roboczej, długość przewodu grzejnego, s przekrój przewodu grzejnego, U napięcie zasiające przewód, P moc wydzieona w przewodzie, 4

inii śrubowej, jak pokazano na rys. 4.1. ys.4.1. Skręka grzejna Długość przewodu grzejnego można wyznaczyć z zaeżności U = ρ =, (4.

2 wobec czego s U π d U = =. (4.46) ρ P 4 ρ P Prosszy sposób wyznaczenia długości przewodu poega na wykorzysaniu zaeżności =, (4.47) r gdzie: r rezysancja 1 mera druu o danej średnicy, podana w kaaogach przewodów grzejnych. Kszał skręki okreśają dwa współczynniki: - współczynnik wyciągnięcia zn. sosunek skoku skręki c do średnicy d druu, - współczynnik skręcenia c w =, (4.48) d s = D d, (4.48a) a więc sosunek średniej średnicy D skręki do średnicy d druu. Współczynnik wyciągnięcia powinien być równy w = 3 [ ]. Przy zby małym współczynniku wyciągnięcia promieniowanie zwrone między zwojami skręki powoduje nadmierny wzros jej emperaury, zaś przy zby dużej jego warości skręka zajmuje dużo miejsca. Współczynniki skręcenia powinny przyjmować nasępujące warości [ ]: s = 5 6 da pieców przemysłowych o emperaurze pracy eemenów do 1000 o C, s = 4 5 da pieców przemysłowych o emperaurze pracy eemenów ponad 1000 o C, s = 3 9 da przyrządów grzejnych. Przy zby małych warościach współczynnika skręcenia skręka zajmuje dużo miejsca, oraz poddana jes dużym naprężeniom mechanicznym przy nawijaniu na pręy, zaś przy war- 5

sosunek skoku skręki c do średnicy d druu, - współczynnik skręcenia c w =, (4.48) d s = D d, (4.48a) a więc sosunek średniej średnicy D skręki do średnicy d druu.

3 ościach zby dużych skręka saje się wioka, co może doprowadzić do jej odkszałceń i zwierania sąsiednich zwojów. Średnia średnica skręki wynosi (rys. 4.1) naomias średnica zewnęrzna D = s d, (4.49) D z = D + d. (4.50) Warość średnicy zewnęrznej umożiwia dobranie średnicy żłobków wsporczych kszałek ceramicznych. Średnica wewnęrzna skręki wynosi D w = D d, (4.51) i jes zarazem warością średnicy pręa, na kóry nawijany jes dru. Długość zwoju z skręki można wyznaczyć z zaeżności z = c + ( π D) = ( w d) + ( π s d) = d w + ( π s). (4.5) Zaeżność (4.5) można uprościć, gdyż warość w jes zwyke mała w porównaniu z warością (π s), a więc długość zwoju z jes w przybiżeniu równa obwodowi pierścienia kołowego o średnicy równej średniej średnicy skręki z π D = π s d. (4.53) Liczba zwojów skręki Długość skręki nawinięej zwój przy zwoju wynosi n = =. (4.54) π D z L o = n d. (4.55) Przy współczynniku w wyciagnięcia skręki, całkowia jej długość wynosi L = n c = n w d. (4.56) Masę G skręki wykonanej z przewodu grzejnego o przekroju kołowym, z maeriału o gęsości γ wyznacza się z zaeżności 6

51) i jes zarazem warością średnicy pręa, na kóry nawijany jes dru. Długość zwoju z skręki można wyznaczyć z zaeżności z = c + ( π D) = ( w d) + ( π s d) = d w + ( π s). (4.5) Zaeżność (4.

4 π d G = γ. (4.57) Eemen faisy (meandryczny) Eemen faisy (eemen meandryczny, wężownica grzejna) powsaje z aśmy grzejnej przez nadanie jej kszału inii faisej, jak pokazano na rys ys Meander grzejny Długość aśmy grzejnej można wyznaczyć korzysając, podobnie jak w przypadku przewodu o przekroju kołowym, z zaeżności s U b g U = =. (4.58) ρ P ρ P Prosy sposób wyznaczenia długości aśmy poega na wykorzysaniu zaeżności =, (4.59) r gdzie: r rezysancja 1 mera aśmy o danych wymiarach, podana w kaaogach przewodów grzejnych. 7

4.4.. Eemen faisy (meandryczny) Eemen faisy (eemen meandryczny, wężownica grzejna) powsaje z aśmy grzejnej przez nadanie jej kszału

5 Kszał eemenu faisego okreśają dwa współczynniki: - współczynnik krzywizny zn. sosunek promienia krzywizny do grubości g aśmy, - współczynnik sfaowania a więc sosunek średniej szerokości B fai do szerokości b aśmy. k =, (4.60) g B f =, (4.61) b Współczynnik krzywizny sanowi odpowiednik współczynnika wyciągnięcia sosowanego przy skrękach grzejnych. Zaecane warości współczynników krzywizny wynoszą k = 4 5 [ ]. Przy zby małym współczynniku krzywizny wpływ promieniowania zwronego jes zby duży, oraz wysępują rudności z wygięciem aśmy ze wzgędu na mały promień gięcia. Przy dużej warości współczynnika krzywizny meander zajmuje dużo miejsca. Zaecana warość współczynnika sfaowania wynosi f = 3. Współczynnik en sanowi odpowiednik współczynnika skręcenia da skręki grzejnej. Przy małym współczynniku sfaowania faa zajmuje zby dużo miejsca i wysępuje inensywna wymiana promieniowania zwronego, naomias przy dużym eemen faisy saje się mało wyrzymały mechanicznie, co może prowadzić do zwierania sąsiednich pęi. Szerokość zewnęrzna fai wynosi naomias szerokość wewnęrzna B z = B + g, (4.6) B w = B g. (4.63) Szerokość wewnęrzna B w fai jes zarazem skrajnym odsępem powierzchni krzywików, na kórym wygina się aśmę. Średni promień krzywizny wynosi = k g, (4.64) promień zewnęrzny 8

61) b Współczynnik krzywizny sanowi odpowiednik współczynnika wyciągnięcia sosowanego przy skrękach grzejnych. Zaecane warości współczynników krzywizny wynoszą k = 4 5 [ ].

6 z = + 0,5 g, (4.65) zaś promień wewnęrzny w = 0,5 g. (4.66) Promień wewnęrzny w jes zarazem promieniem krzywizny krzywików, na kórych wygina się aśmę. Długość p jednej fai meandra, jak wynika z rys. 4.13, jes sumą dwóch odcinków prosych i dwóch półkoisych ( B ) + π = B,8. p = + (4.67) Liczba fa meandra wynosi n =, (4.68) więc po podsawieniu zaeżności (4.67) p n = =. + π B +,8 (4.69) ( B ) Skok fai meandra wynosi c = 4, (4.70) a więc całkowia długość meandra L = n c, (4.71) czyi, po wykorzysaniu poprzednich zaeżności L = r B + 1,14 = B +. 0,57 (4.7) Masę G meandra, wykonanego z aśmy o gęsości γ wyznacza się z zaeżności G = b g γ. (4.73) 9

67) Liczba fa meandra wynosi n =, (4.68) więc po podsawieniu zaeżności (4.67) p n = =. + π B +,8 (4.69) ( B ) Skok fai meandra wynosi c = 4, (4.

Podobne dokumenty

4.2. Obliczanie przewodów grzejnych metodą dopuszczalnego obciążenia powierzchniowego

4.2. Obliczanie przewodów grzejnych metodą dopuszczalnego obciążenia powierzchniowego 4.. Obliczanie przewodów grzejnych meodą dopuszczalnego obciążenia powierzchniowego Meodą częściej sosowaną w prakyce projekowej niż poprzednia, jes meoda dopuszczalnego obciążenia powierzchniowego. W