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 . 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 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