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

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

Trong đó:

hq

 - hệ số hiệu quả

Chq- hệ số qui dẫn

Wlt- mật độ công suất lý tưởng

Cách xác định các thông số ở biểu thức (1) như sau:

+ Tính hệ số hiệu quả hq

T heo tài liệu 1 ,  được tính cho các trường hợp cụ thể tuỳ thuộc cách hq kết cấu dây đốt, cách đặt dây đốt… được cho trong các bảng Bảng 1 là một

số giá trị của  :hq

+ Tính hệ số qui dẫn Cqd

Hệ số Cqd 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

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

Bảng 1

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

+ Tính mật độ công suất lý tưởng Wlt

Như đã nêu ở trên Wlt là cảu dây đốt lý tưởng, theo tài liệu 1 Wltđược biểu diễn trên đồ thị theo quan hệ với nhiệt độ làm việc của dây đốt td và nhiệt độ của vật tv; Wlt (td , tv ) trong hệ nung nóng với sự tham gia các vật đen tuyệt đối Ở đồ thị là dây đốt và vật nung , lúc đó 1 1,2 1 hình1

Sự trao đổi nhiệt trong hệ này được đặc trưng bằng mật độ công suất

lý tưởng Wlt, nhận thấy Wlt phụ thuộc vào nhiệt độ làm việc của dây đốt td , nhiệt độ nung nóng của vật tv, có quan hệ: Wlt = f(td , tv )

Về đơn vị ở H.1 Wlt (W/cm2 ) , td (0C ), tv (0C)

Khi biết được nhiệt độ nung nóng của vật tv , chọn được nhiệt độ làm việc của dây đốt td theo H.1 , xác định được Wlt

C0

1400 1300

1350

1250 1200 1150 1100 1050

1000 950 900

850

800 750

700

2

W/cm

Wlt

0

C

tv 1300 1200

1100 1000

900 800

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

vật 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 = Wlt   c p  hq ( 3) Trong đó các hệ số ảnh hưởng là ,   c p, , hq

 - xét tới ảnh hưởng của hệ số qui dẫn Cqd , khi hệ v  d  0 , 8 thì

1 8 , 0

1 8 , 0 1

9 , 4

K h m

Kcal





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 Fv và bề mặt của tường lò, thiết bị… nơi bố trí dây đốt Ft

- 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 trị    c, p, , hq thường cho trên các đồ thị bảng cho từng

hệ số, xem cụ thể ở các tài liệu 2, 4

Tính mật độ công suất lý tưởng ở trường hợp này dùng đồ thị biểu diễn quan hệ giữa mật độ công suất lý tưởng Wlt với nhiệt độ nung nóng vật

tv và nhiệt độ làm việc của dây đốt td: W = f ( tv, td ) được dựng cho dây đốt

lý tưởng trong hệ kín với các hệ số v  d  0 , 8 và 3 , 3 2 0 4

K h m

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 td, theo đồ thị H.2 xác định được Wlt

Trong những 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:

Trong đó:

®l

 - hệ số trao đổi nhiệt đối lưu

C

0 2 m W

bx

 - hệ số trao đổi nhiệt bức xạ

C

0 2 m W

t1- nhiệt độ làm việc của dây đốt 0 C

t2- nhiệt độ làm việc của thiết bị0 C

F- diện tích bề mặt trao đổi nhiệt m2

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

800 600

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:

2 1

4 2

4 1

100 100

7 , 5

t t

T T

C qd













































T1- nhiệt độ làm việc của dây đốt , 0K

T2- nhiệt độ làm việc của thiết bị ,0K

t1- nhiệt độ làm việc của dây đốt 0C

t2- nhiệt độ làm việc của thiết bị0 C

Cqd- hệ số qui dẫn 2W0 4

K m

từ (5) tính được nhiệt trở bức xạ như sau:

W , 100 100

7 , 5

4 2

4 1

2

T T

C

t t r

qd bx

tbx

















































Và tính được nhiệt trở trong trường hợp truyền nhiệt trên, có tham gia nhiệt đối lưu và bức xạ là:

(® ) ®

t l bx t l tbx

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