РАСЧЁТ ЭЛЕКТРОДНОГО ВОДОНАГРЕВАТЕЛЯ
Исходные данные: Емкость водонагревателя – 120 л.; Время нагрева – 1 ч.; Удельное сопротивление воды – 21 Ом×м.; Начальная температура воды, t1 = 5 ºС.; Конечная температура воды, t2 = 85 ºС. Решение: Для нагрева воды часто применяется электродный нагрев вследствие простоты конструкции, надежности и высокого коэффициента полезного действия (до 97%). Рассчитать электродный проточный водонагреватель с электродами, выполненными в виде пластин, изогнутых под углом 120 и подключенных к трем фазам питающей сети. Такая система электродов, при изоляции бака от сети, аналогична включению нагрузки по схеме треугольника. Напряжение питающей сети 380/220 В. 1. На основании исходных данных определяется потребная средняя мощность водонагревателя, кВт: (1) где: С – удельная теплоемкость воды, кДж/кг׺С; γ – плотность воды, кг/м3; G – ёмкость водонагревателя, м3; η – к.п.д. водонагревателя, принимается в пределах от 0,9 до 0,97; ν – превышение температуры воды в конце нагрева над температурой в начале, ºС; Т – продолжительность нагрева воды, с. кВт Удельное сопротивление воды в течение процесса нагрева изменяется обратно пропорционально температуре и рассчитывается по формуле: (2) где: t – заданная температура воды, С. В зависимости от температуры воды, мощность водонагревателя изменяется обратно пропорционально сопротивлению воды. 2. Для определения пределов измерения мощности водонагревателя в процессе нагрева надо вычислить мощность нагревателя в начале и конце нагрева: (3) кВт (4) кВт где: Рн, Рср, Рк – соответственно начальная, средняя и конечная мощность водонагревателя, кВт; αср – температурный коэффициент проводимости воды: (5) (6) где: – соответственно средняя и начальная температура воды. (7) где: – конечная температура воды. 3. Правильность определения Рн и Рк следует проверить по равенству: (8) 4. Расчет размеров электродов производим по максимальной мощности в конце нагрева. Площадь электродов приходящихся на одну фазу будет равна: (9) , м2 где: – сила тока в фазе в конце нагрева, А; – допустимая плотность тока на электродах. (10) где:ρк – удельное сопротивление в конце нагрева, Ом×м; , кА/м2 5. Определим расстояние между электродами по фазному напряжению и фактической напряженности поля между электродами: (11) В/м , (12) м2 Тогда фактическая напряженность поля между электродами равна: (13) кВ/м где: – фактическое напряжение, В; Это меньше допустимой напряженности поля между электродами. 6. Построение графиков зависимости удельного сопротивления воды от температуры и мощности водонагревателя от темперы воды:
Рис. 1 - Зависимость удельного сопротивления воды от температуры Рис. 2 - Зависимость мощности водонагревателя от темперы воды. В конце контрольной работы приводится список использованной литературы.
Популярное: Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (4379)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |