வெப்ப உறுப்பு கணக்கீடு

வெப்ப உறுப்புகளின் கம்பியின் முக்கிய அளவுருக்களில் ஒன்றைத் தீர்மானிக்க - விட்டம் d, m (mm), இரண்டு கணக்கீட்டு முறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன: அனுமதிக்கக்கூடிய குறிப்பிட்ட மேற்பரப்பு சக்தி PF படி மற்றும் தற்போதைய சுமைகளின் அட்டவணையைப் பயன்படுத்துதல்.

அனுமதிக்கப்பட்ட குறிப்பிட்ட மேற்பரப்பு சக்தி PF= P⁄F,

இங்கு P என்பது கம்பி ஹீட்டரின் சக்தி, W;

F = π ∙ d ∙ l - ஹீட்டர் பகுதி, m2; l - கம்பி நீளம், மீ.

முதல் முறையின்படி

அங்கு ρd - உண்மையான வெப்பநிலையில் கம்பி பொருளின் மின் எதிர்ப்பு, ஓம் • மீ; U என்பது ஹீட்டர் கம்பி மின்னழுத்தம், V; பிஎஃப் - வெவ்வேறு ஹீட்டர்களுக்கான குறிப்பிட்ட மேற்பரப்பு சக்தியின் அனுமதிக்கப்பட்ட மதிப்புகள்:

இரண்டாவது முறை தற்போதைய சுமைகளின் அட்டவணையைப் பயன்படுத்துகிறது (அட்டவணை 1 ஐப் பார்க்கவும்) சோதனை தரவுகளிலிருந்து தொகுக்கப்பட்டது. சுட்டிக்காட்டப்பட்ட அட்டவணையைப் பயன்படுத்த, டிடியின் கடத்தியின் உண்மையான (அல்லது அனுமதிக்கப்பட்ட) வெப்பநிலையுடன் தொடர்புடைய கணக்கிடப்பட்ட வெப்ப வெப்பநிலை Tp ஐ விகிதத்தால் தீர்மானிக்க வேண்டியது அவசியம்:

Tr = Km ∙ Ks ∙ Td,

கிமீ என்பது நிறுவல் காரணியாகும், அதன் கட்டுமானத்தின் காரணமாக ஹீட்டரின் குளிரூட்டும் நிலைகளின் சரிவை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்கிறது; நிலையான காற்று சூழலுடன் ஒப்பிடும்போது ஹீட்டர் குளிரூட்டும் நிலைகளின் முன்னேற்றத்தைக் கருத்தில் கொண்டு Kc என்பது சுற்றுப்புற காரணியாகும்.

சுழலில் முறுக்கப்பட்ட கம்பியால் செய்யப்பட்ட வெப்பமூட்டும் உறுப்புக்கு, கிமீ = 0.8 ... 0.9; அதே, ஒரு பீங்கான் அடிப்படை Km = 0.6 ... 0.7; வெப்ப தகடுகள் மற்றும் சில வெப்பமூட்டும் கூறுகளின் கம்பிக்கு Km = 0.5 ... 0.6; ஒரு மின்சார தரையிலிருந்து ஒரு கடத்திக்கு, மண் மற்றும் வெப்பமூட்டும் கூறுகள் Km = 0.3 ... 0.4. Km இன் சிறிய மதிப்பு ஒரு சிறிய விட்டம் கொண்ட ஹீட்டருக்கு ஒத்திருக்கிறது, ஒரு பெரிய மதிப்பு பெரிய விட்டம்.

இலவச வெப்பச்சலனம் தவிர வேறு நிலைமைகளின் கீழ் செயல்படும் போது, ​​Kc = 1.3 ... 2.0 காற்று ஓட்டத்தில் வெப்பமூட்டும் கூறுகளுக்கு எடுக்கப்படுகிறது; நிலையான நீரில் உள்ள உறுப்புகளுக்கு Kc = 2.5; நீர் ஓட்டத்தில் - Kc = 3.0 … 3.5.

எதிர்கால (வடிவமைக்கப்பட்ட) ஹீட்டரின் மின்னழுத்தம் அப் மற்றும் பவர் பிஎஃப் அமைக்கப்பட்டால், அதன் மின்னோட்டம் (கட்டத்திற்கு)

Iph = Pph⁄Uph

அட்டவணை 1 இன் படி அதன் வெப்பமாக்கலின் தேவையான கணக்கிடப்பட்ட வெப்பநிலைக்கு ஹீட்டரின் மின்னோட்டத்தின் கணக்கிடப்பட்ட மதிப்பின் படி, நிக்ரோம் கம்பி d இன் தேவையான விட்டம் கண்டறியப்பட்டுள்ளது மற்றும் ஹீட்டரின் உற்பத்திக்கு கம்பியின் தேவையான நீளம், m, கணக்கிடப்படுகிறது:

d என்பது தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட கம்பி விட்டம், m; ρd என்பது உண்மையான வெப்ப வெப்பநிலையில் கடத்தியின் குறிப்பிட்ட மின் எதிர்ப்பாகும், ஓம் • மீ,

ρd = ρ20 ∙ [1 + αp ∙ (Td-20)],

எங்கே αр - எதிர்ப்பின் வெப்பநிலை குணகம், 1/OS.

நிக்ரோம் சுழலின் அளவுருக்களைத் தீர்மானிக்க, திருப்பங்களின் சராசரி விட்டம் D = (6 … 10) ∙ d, சுழல் சுருதி h = (2 ... 4) ∙ d,

திருப்பங்களின் எண்ணிக்கை

ஹெலிக்ஸ் நீளம் lsp = h ∙ n.

வெப்பமூட்டும் கூறுகளை கணக்கிடும் போது, ​​வெப்பமூட்டும் உறுப்பு அழுத்திய பின் சுழல் கம்பியின் எதிர்ப்பை நினைவில் கொள்ள வேண்டும்

இதில் k (y.s) என்பது சுழலின் எதிர்ப்பைக் குறைப்பதைக் கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ளும் குணகம்; சோதனை தரவுகளின்படி, k (s) = 1.25. சுழல் கம்பியின் குறிப்பிட்ட மேற்பரப்பு சக்தியானது குழாய் வெப்பமூட்டும் உறுப்புகளின் குறிப்பிட்ட மேற்பரப்பு சக்தியை விட 3.5 ... 5 மடங்கு அதிகமாக இருப்பதையும் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள வேண்டும்.

வெப்பமூட்டும் உறுப்பு நடைமுறைக் கணக்கீடுகளில், முதலில் அதன் மேற்பரப்பின் வெப்பநிலையை தீர்மானிக்கவும் Tp = To + P ∙ Rt1,

இது சுற்றுப்புற வெப்பநிலை, ° C; P என்பது வெப்ப உறுப்புகளின் சக்தி, W; RT1 - குழாயில் வெப்ப எதிர்ப்பு - நடுத்தர இடைமுகம், ОC / W.

பின்னர் முறுக்கு வெப்பநிலை தீர்மானிக்கப்படுகிறது: Tsp = To + P ∙ (Rt1 + Rt2 + Rt3),

Rt2 என்பது குழாய் சுவரின் வெப்ப எதிர்ப்பாகும், ОC / W; RT3 - நிரப்பியின் வெப்ப எதிர்ப்பு, ОC / W; Rp1 = 1⁄ (α ∙ F), இதில் α என்பது வெப்ப பரிமாற்ற குணகம், W / (m ^ 2 • OС); எஃப் - ஹீட்டரின் பகுதி, மீ 2; Rt2 = δ⁄ (λ ∙ F), இங்கு δ என்பது சுவர் தடிமன், m; λ - சுவரின் வெப்ப கடத்துத்திறன், W / (m • OС).

வெப்பமூட்டும் கூறுகளின் சாதனம் பற்றிய கூடுதல் தகவலுக்கு, இங்கே பார்க்கவும்: வெப்பமூட்டும் கூறுகள். சாதனம், தேர்வு, செயல்பாடு, வெப்பமூட்டும் கூறுகளின் இணைப்பு

அட்டவணை 1. தற்போதைய சுமைகளின் அட்டவணை

எடுத்துக்காட்டு 1. அனுமதிக்கக்கூடிய குறிப்பிட்ட மேற்பரப்பு சக்தி PF படி ஒரு கம்பி சுழல் வடிவில் மின்சார ஹீட்டரை கணக்கிடுங்கள்.

நிலை.ஹீட்டர் சக்தி P = 3.5 kW; விநியோக மின்னழுத்தம் U = 220 V; கம்பி பொருள் - nichrome Х20Н80 (20% குரோமியம் மற்றும் 80% நிக்கல் கலவை), எனவே கம்பியின் குறிப்பிட்ட மின் எதிர்ப்பு ρ20 = 1.1 ∙ 10 ^ ( - 6) ஓம் • மீ; எதிர்ப்பின் வெப்பநிலை குணகம் αр = 16 ∙ 10 ^ (- 6) 1 /ОС; சுழல் திறந்திருக்கும், உலோக வடிவில், சுழலின் வேலை வெப்பநிலை Tsp = 400 OC, PF= 12 ∙ 10 ^ 4 W / m2 ஆகும். d, lp, D, h, n, lp ஐத் தீர்மானிக்கவும்.

பதில். சுருள் எதிர்ப்பு: R = U ^ 2⁄P = 220 ^ 2⁄3500 = 13.8 ஓம்ஸ்.

Tsp = 400 OS இல் குறிப்பிட்ட மின் எதிர்ப்பு

ρ400 = 1.1 ∙ 10 ^ (- 6) ∙ [1 + 16 ∙ 10 ^ (- 6) ∙ (400-20)] = 1.11 ∙ 10 ^ (- 6) ஓம் • மீ.

கம்பியின் விட்டத்தைக் கண்டறியவும்:

R = (ρ ∙ l) ⁄S என்ற வெளிப்பாட்டிலிருந்து நாம் l⁄d ^ 2 = (π ∙ R) ⁄ (4 ∙ ρ), கம்பியின் நீளம் எங்கிருந்து கிடைக்கும்

சுழல் திருப்பத்தின் சராசரி விட்டம் D = 10 ∙ d = 10 ∙ 0.001 = 0.01 m = 10 mm. சுழல் சுருதி h = 3 ∙ d = 3 ∙ 1 = 3 மிமீ.

சுழல் திருப்பங்களின் எண்ணிக்கை

ஹெலிக்ஸ் நீளம் lsp = h ∙ n = 0.003 ∙ 311 = 0.933 மீ = 93.3 செ.மீ.

எடுத்துக்காட்டு 2. தற்போதைய சுமைகளின் அட்டவணையைப் பயன்படுத்தி கம்பி விட்டம் d ஐ நிர்ணயிக்கும் போது கம்பி எதிர்ப்பு ஹீட்டரை கட்டமைப்பு ரீதியாக கணக்கிடுங்கள் (அட்டவணை 1 ஐப் பார்க்கவும்).

நிலை. வயர் ஹீட்டர் சக்தி P = 3146 W; விநியோக மின்னழுத்தம் U = 220 V; கம்பி பொருள் - நிக்ரோம் Х20Н80 ρ20 = 1.1 ∙ 10 ^ (- 6) ஓம் • மீ; αp = 16 ∙ 10 ^ (- 6) 1 / ℃; காற்று ஓட்டத்தில் அமைந்துள்ள திறந்த ஹெலிக்ஸ் (கிமீ = 0.85, கேசி = 2.0); கடத்தியின் அனுமதிக்கப்பட்ட இயக்க வெப்பநிலை Td = 470 С.

விட்டம் d மற்றும் கம்பி lp நீளம் தீர்மானிக்கவும்.

பதில்.

Tr = Km ∙ Ks ∙ Td = 0.85 ∙ 2 ∙ 470 OS = 800 OS.

வடிவமைப்பு ஹீட்டர் மின்னோட்டம் I = P⁄U = 3146⁄220 = 14.3 ஏ.

தற்போதைய சுமைகளின் அட்டவணையின்படி (அட்டவணை 1 ஐப் பார்க்கவும்) Tр = 800 ОС மற்றும் I = 14.3 A இல், கம்பியின் விட்டம் மற்றும் குறுக்குவெட்டு d = 1.0 mm மற்றும் S = 0.785 mm2 ஆகியவற்றைக் காண்கிறோம்.

கம்பி நீளம் lp = (R ∙ S) ⁄ρ800,

R = U ^ 2⁄P = 220 ^ 2⁄3146 = 15.3 ஓம், ρ800 = 1.1 ∙ 10 ^ (- 6) ∙ [1 + 16 ∙ 10 ^ (- 6) ∙ (800-20) ] = 1.11 ∙ 10 ^ (- 6) ஓம் • m, lp = 15.3 ∙ 0.785 ∙ 10 ^ (- 6) ⁄ (1.11 ∙ 10 ^ (- 6)) = 10.9 மீ.

மேலும், தேவைப்பட்டால், முதல் உதாரணத்தைப் போலவே, D, h, n, lsp ஐ வரையறுக்கலாம்.

எடுத்துக்காட்டு 3. குழாய் மின்சார ஹீட்டரின் (TEN) அனுமதிக்கப்பட்ட மின்னழுத்தத்தை தீர்மானிக்கவும்.

நிபந்தனை... வெப்பமூட்டும் தனிமத்தின் சுருள் விட்டம் d = 0.28 மிமீ மற்றும் நீளம் l = 4.7 மீ கொண்ட நிக்ரோம் கம்பியால் ஆனது. வெப்பமூட்டும் உறுப்பு 20 °C வெப்பநிலையுடன் காற்றில் உள்ளது. நிக்ரோமின் சிறப்பியல்புகள்: ρ20 = 1.1 ∙ 10 ^ (- 6) ஓம் • மீ; αр = 16 ∙ 10 ^ (- 6) 1 / ° C. வெப்ப உறுப்புகளின் வீட்டுவசதியின் செயலில் உள்ள பகுதியின் நீளம் La = 40 செ.மீ.

வெப்ப உறுப்பு மென்மையானது, வெளிப்புற விட்டம் dob = 16 மிமீ. வெப்ப பரிமாற்ற குணகம் α = 40 W / (m ^ 2 ∙ ° C). வெப்ப எதிர்ப்புகள்: நிரப்பு RT3 = 0.3 ОС / W, வீட்டுச் சுவர்கள் Rт2 = 0.002 ОС / W.

அதன் சுருள் வெப்பநிலை Tsp 1000 ℃ ஐ தாண்டாதபடி வெப்பமூட்டும் உறுப்புக்கு அதிகபட்ச மின்னழுத்தம் என்ன பயன்படுத்தப்படலாம் என்பதைத் தீர்மானிக்கவும்.

பதில். வெப்ப உறுப்பு வெப்ப உறுப்பு வெப்பநிலை

Tsp = To + P ∙ (Rt1 + Rt2 + Rt3),

இது சுற்றுப்புற காற்று வெப்பநிலை; P என்பது வெப்ப உறுப்புகளின் சக்தி, W; RT1 — குழாய்-நடுத்தர இடைமுகத்தின் வெப்ப எதிர்ப்பைத் தொடர்புகொள்ளவும்.

வெப்பமூட்டும் தனிமத்தின் சக்தி P = U ^ 2⁄R,

R என்பது வெப்ப சுருளின் எதிர்ப்பாகும்.எனவே, நாம் Tsp-To = U ^ 2 / R ∙ (Rt1 + Rt2 + Rt3), வெப்ப உறுப்பு மீது மின்னழுத்தம் எங்கிருந்து எழுதலாம்

U = √ ((R ∙ (Tsp-To)) / (Rt1 + Rt2 + Rt3)).

R = ρ ∙ (4 ∙ l) ⁄ (π ∙ d ^ 2),

எங்கே ρ1000 = ρ20 ∙ [1 + αp ∙ (T-20)] = 1.1 ∙ 10 ^ (- 6) ∙ [1 + 16 ∙ 10 ^ (- 6) ∙ (1000-20)] = 1.12 ∙ 10 ^ ( - 6) ஓம் • மீ.

பின்னர் R = 1.12 ∙ 10 ^ (- 6) ∙ (4 ∙ 4.7) ⁄ (3.14 ∙ (0.28 ∙ 10 ^ (- 3)) ^ 2) = 85.5 ஓம்.

தொடர்பு வெப்ப எதிர்ப்பு RT1 = 1⁄ (α ∙ F),

F என்பது வெப்பமூட்டும் உறுப்புகளின் ஷெல்லின் செயலில் உள்ள பகுதியின் பகுதி; F = π ∙ dob ∙ La = 3.14 ∙ 0.016 ∙ 0.4 = 0.02 m2.

Rt1 = 1⁄ (40 ∙ 0.02 = 1.25) OC / W ஐக் கண்டறியவும்.

வெப்பமூட்டும் உறுப்பு U = √ ((85.5 ∙ (1000-20)) / (1.25 + 0.002 + 0.3)) = 232.4 V இன் மின்னழுத்தத்தைத் தீர்மானிக்கவும்.

வெப்பமூட்டும் உறுப்பு மீது குறிக்கப்பட்ட பெயரளவு மின்னழுத்தம் 220 V ஆக இருந்தால், Tsp = 1000 OS இல் அதிக மின்னழுத்தம் 5.6% ∙ Un ஆக இருக்கும்.