Tài liệu Tính mật độ công suất thực tế tính toán dây đốt ở phương thức bức xạ ppt

Tính mật độ công suất thực tế tính
toán dây đốt ở phương thức bức xạ
Dây đốt bố trí trong lò điện trở, thiết bị sấy khác dây đốt lý tưởng nêu ở trên.
Để tìm mật độ công suất cho dây đốt thực tế này, dựa vào mật độ công suất
lý tưởng được cho trên các đồ thị kết hợp với các hệ số tính cho từng trường
hợp nung nóng cụ thể. Sau đây trình bày một số phương pháp:
1. Tính mật độ công suất theo hệ số hiệu quả và mật độ công suất lý
tưởng.
Mật độ công suất thực tế dùng để tính dây đốt là W được xác định
theo biểu thức:
qd hq lt
W C W


(1)
Trong
đó:
hq

- hệ số hiệu quả
C
hq
- hệ số qui dẫn
W
lt
- mật độ công suất lý tưởng
Cách xác định các thông số ở biểu thức (1) như sau:
+ Tính h
ệ số hiệu quả
hq


T heo tài liệu 1 ,
hq

được tính cho các trường hợp cụ thể tuỳ thuộc cách
k
ết cấu dây đốt, cách đặt dây đốt… được cho trong các bảng. Bảng 1 là một
số giá trị của
hq

:
+ Tính h
ệ số qui dẫn C
qd
Hệ số C
qd
của các vật tham gia trao đổi nhiệt ở đây là dây đốt lý tưởng
do đó được tính theo biểu thức đã dẫn ở trên là:
1 2
1
1 1
1
qd
C
 

 
(2)
1 2
,
 

- hệ số qui đổi mức đen, tùy theo vật cụ thể tìm được trong tài liệu kỹ
thuật nhiệt, các hệ này luôn nhỏ hơn hoặc bằng 1.
B
ảng 1
D
ạng dây đốt, cách bố trí
hq

1 Dây quấn quấn lò xo, đặt trong rãnh nửa kín 0,16 – 0,24
2 Dây đốt quấn lò xo trên thanh và ống chịu nhiệt 0,30 – 0,36
3 Dây quấn dic dắc và dây đốt dạng thanh 0,60 – 0,72
4 Dây đốt dẹt quấn díc dắc 0,38 – 0,44
5 Dây đốt tấm và ống 0,56 – 0,70
+ Tính mật độ công suất lý tưởng W
lt
Như đã nêu ở trên W
lt
là cảu dây đốt lý tưởng, theo tài liệu 1 W
lt
được
biểu diễn trên đồ thị theo quan hệ với nhiệt độ làm việc của dây đốt t
d
và
nhi
ệt độ của vật t
v
; W
lt
(t
d

, t
v
) trong hệ nung nóng với sự tham gia các vật
đ
en tuyệt đối. Ở đồ thị là dây đốt và vật nung , lúc đó
1 2
1, 1
 
 
hình1.
S
ự trao đổi nhiệt trong hệ này được đặc trưng bằng mật độ công suất
lý t
ưởng W
lt
, nhận thấy W
lt
phụ thuộc vào nhiệt độ làm việc của dây đốt t
d
,
nhi
ệt độ nung nóng của vật t
v
, có quan hệ: W
lt
= f(t
d
, t
v
)

V
ề đơn vị ở H.1 W
lt
(W/cm
2
) , t
d
(
0
C ), t
v
(
0
C).
Khi bi
ết được nhiệt độ nung nóng của vật t
v
, chọn được nhiệt độ làm
vi
ệc của dây đốt t
d
theo H.1 , xác định được W
lt
.
t
d
C
0
1
4

0
0
1
3
0
0
1
3
5
0
1
2
5
0
1
2
0
0
1
1
5
0
1
1
0
0
1
0
5
0

1
0
0
0
9
5
0
9
0
0
8
5
0
8
0
0
7
5
0
7
0
0
2
W/cm
Wlt
0
C
t
v
1300

1200
1100
1000900
800
700
600
500
40
30
20
0
10
Hình 1. Đường biểu diễn mật độ công lý tưởng của dây đốt đen tuyệt đối và
v
ật nung đen tuyệt đối
2. Tính mật độ công suất theo các hệ số ảnh hưởng và mật độ công suất
lý tưởng.
Mật độ công suất thực tế dùng để tính toán dây đốt ở đây là W được
tính theo biểu thức :
W = W
lt
c p hq
   

( 3)
Trong
đó các hệ số ảnh hưởng là , , ,
c p hq
   


c

- xét tới ảnh hưởng của hệ số qui dẫn C
qd
, khi hệ 8,0
dv

thì
có
402
3,3
1
8,0
1
8,0
1
9,4
Khm
Kcal
C
qd


 sẽ có 1
c

.
p

- xét tới ảnh hưởng của kích thước vật nung, giá trị

p

phụ thuộc
vào tỷ số của bề mặt tính toán của vật nung nóng F
v
và bề mặt của tường lò,
thi
ết bị… nơi bố trí dây đốt F
t
.


- xét tới ảnh hưởng của cấu trúc dây đốt, cụ thể là ảnh hưởng của
bước lò xo, bước zíc zắc.
hq

- xét tới ảnh hưởng bức xạ có hiệu quả cảu hệ thống dây đốt.
Các giá tr
ị , , ,
c p hq
   

thường cho trên các đồ thị bảng cho từng
hệ số, xem cụ thể ở các tài liệu 2, 4.
Tính m
ật độ công suất lý tưởng ở trường hợp này dùng đồ thị biểu
diễn quan hệ giữa mật độ công suất lý tưởng W
lt
với nhiệt độ nung nóng vật
t

v
và nhiệt độ làm việc của dây đốt t
d
: W = f ( t
v
, t
d
) được dựng cho dây đốt
lý tưởng trong hệ kín với các hệ số 8,0
dv

và
402
3,3
Khm
Kcal
C
qd

Khi biết được nhiệt độ nung nóng theo yêu cầu của vật nung, sau khi
đã chọn nhiệt độ làm việc của dây đốt t
d
, theo đồ thị H.2 xác định được W
lt
.
Trong nh
ững thiết bị có nhiệt làm việc thấp và trung bình, sự trao đổi
nhiệt chủ yếu bằng đối lưu, có sự tham gia bằng bức xạ. Lúc đó công suất
truyền tải nhiệt tính được theo công thức sau:





® 1 2l bx
P t t F
 
  
(4)
Trong đó:
®
l

- hệ số trao đổi nhiệt đối lưu
C
02
m
W
bx

- hệ số trao đổi nhiệt bức xạ
C
02
m
W
t
1
- nhiệt độ làm việc của dây đốt
0
C
t

2
- nhiệt độ làm việc của thiết bị
0
C
F- di
ện tích bề mặt trao đổi nhiệt m
2
.
d
C
0
t
1700
1650
1600
1550
1500
1450
1400
1350
1300
1250
1200
1150
1100
1050
1000
950
900
850

800
750
700
650
600
2
(W/Cm)
lt
W
58
48
40
32
24
20
16
12
8
6
4
2
0
C
v
t
1400
1200
1000
800600
400

200
0
Hình 2. Công suất bề mặt riêng của dây nung nóng lý t ưởng W
lt
phụ thuộc
vào nhiệt độ vật nung t
v
và nhiệt độ dây điện trở t
d
.
hệ số
bx

được xác định trong trường hợp này theo biểu thức:
21
4
2
4
1
100100
7,5
tt
TT
C
qd
bx

























(5)
T
1
- nhiệt độ làm việc của dây đốt ,
0
K
T
2
- nhiệt độ làm việc của thiết bị ,
0

K
t
1
- nhiệt độ làm việc của dây đốt
0
C
t
2
- nhiệt độ làm việc của thiết bị
0
C
C
qd
- hệ số qui dẫn
402
W
Km
từ (5) tính được nhiệt trở bức xạ như sau:
W
,
100100
.7,5
1
02
4
2
4
1
21
Cm

TT
C
tt
r
qd
bx
tbx

























(6)
Và tính
được nhiệt trở trong trường hợp truyền nhiệt trên, có tham gia nhiệt
đố
i lưu và bức xạ là:
(® ) ®
1 1 1
t l bx t l tbx
r r r

  (7)
Trong
đó:
(® )
t l bx
r

- nhiệt trở của đối lưu và bức xạ
®
t l
r
- nhiệt trở của đối lưu
tbx
r - nhiệt trở của bức xạ