Электрический расчет бытовых электроприборов
Расчетная контрольная работа №1
по дисциплине: «Бытовые электроприборы и машины»
ТЕМА: Электрический расчет бытовых электроприборов
КЛАСС ЭСЭ23 В
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ: Заочная
КУРС: III
1. Электрический расчет аккумулирующего ВЭНа
Таблица1.1.
|
№ варианта |
Размеры Акк., ВЭНа |
τн, мин |
tк, оС |
СУ |
|
10 |
250х450 |
50 |
100 |
Тр |
Примечание: t1=15оС,
; γ=0,998 кг/л.
Электрический расчет ВЭН сводится к определению мощности электроэнергии потребляемой из сети, необходимой для нагрева определенного количества воды за определенное время τн до заданной температуры tзад , а также определению элементов НЭ, диаметр проволоки спирального НЭ и ее длины.
Задача 1
Определить Рнэ, диаметр и длину проволоки НЭ в ВЭН аккумулирующего типа, если его размеры диаметр250 х450 мм, τн= 50мин=0,833333часа, а tзад=100оС. γ=0,998 кг/л (г/см³)
Порядок расчета:
1.Определяем массу воды
m = ( 3,14 ∙ (25см)² / 4) ∙ 45см ∙ 0,998 г/куб.см = (3,14 ∙ 625/4) ∙ 44,91 = 490,625 ∙ 44,91 =22033,97 г=22,034кг
2. Определяем Qпол и Qобщ, принимая η=0,9
Полезная теплота определяется по формуле:
Qпол=С0m(tзад- tн), кДж
где С0- удельная теплоемкость воды при
=;
m- масса воды в кг;
tн – начальная температура воды, принимаем tн=150С.
Qпол =mCo (tзад –tн)=22,034кг·4,2· (100-15)= 92,543·85=7866,127 кДж.
Qобщ- потребляемая энергия с учетом тепловых потерь.
η – КПД электрического прибора, принимаем η=0,85-0,95.
3. Мощность НЭ определяется по формуле:
k- коэффициент, учитывающий рост удельной теплоемкости воды с ростом ее температуры, k- принимают равным 1,1÷1,15.
До Рнэ=5÷7 кВт нагреватели подключают к однофазной сети U=220 В, при больших мощностях используют 3-х фазную сеть 380 В 50 Гц.
Мощность, потребляемая нагревателями из сети:
4. Выбираем материал НЭ.
- удельное сопротивление проволоки НЭ, Ом·м.
ρо- удельное сопротивление при 20оС.
k1- коэффициент, учитывающий рост ρt с ростом температуры нагревателя. Принимают k1=(1.01÷1.10).
Сплав Х20Н80 с ρо=1,086·10-6 Ом·м k1=1,04
ρt= ρо· k1=1,086·1,04=1,13·10-6 Ом·м.
5. Допустимая защитная мощность излучения для НЭ в воде принимается
βдоп=(4÷6) ·104
Принимаем для нашего случая
βдоп=6 ·104.
6. Определяем диаметр и длину проволоки НЭ.
2. Электрический расчет проточного водоэлектронагревателя (ВЭН)
Таблица 2.1.
|
№ вар. |
Число рожков |
Q собст. нужд л/мин |
t2, оС |
tсм, оС |
Соед. эл. |
|
|
Жен. |
Муж. |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
10 |
8 |
20 |
16 |
90 |
40 |
Δ |
1. Расход воды на одну помывку 30 литров.
2. Время помывки 15 минут.
3. НЭ- электроды из нержав. стали.
Как правило, потребители используют горячую воду для хозяйственных нужд с температурой 35÷40оС. Поэтому воду после проточного ВЭН необходимо разбавлять до приемлемой температуры. Объем горячей воды, нагреваемой до t2=90оС определяется либо по номограмме, либо по формуле:
Vсм =V1+V2 или
V1 =Vсм+V2
Решив относительно V2, – находим объем воды, прошедшей через проточный ВЭН, т.е. с t2=85оС.
Таблица 2.2. Данные расхода воды
|
Наименование операции |
tсм, оС |
Объем воды, л |
Оптимальное время, мин |
|
Прием ванны |
40 |
125-150 |
10-15 |
|
Прием душа |
37 |
20-45 |
10-15 |
|
Умывание |
37 |
3-5 |
5 |
|
Мытье головы - мужчины - женщины |
37 37 |
5-10 10-15 |
10 15 |
Задача 2.
В цехе установлено 8 женских и 20 мужских кабинок для душа.
Произвести электрический расчет проточного ВЭН. Если температура на выходе 90 оС.
1. Считаем, что все рожки работают одновременно. Время помывки tп =15 мин. Объем воды на помывку одного человека 30 л.
2. Находим расход смеси при температуре = 40 оС.
3. Из выражения находим V2=(56∙40-30∙15)/90=(2240-450)/90=1790/90=19,9 л/мин или 19,9∙60 = V2=14 л/мин или 14·60=1194 л/час.
4. Находим мощность НЭ
С0- удельная теплоемкость воды при
=;
k- коэффициент, учитывающий рост удельной теплоемкости воды с ростом ее температуры, k- принимают равным 1,1÷1,15. γ=0,998 кг/л (г/см³) – плотность воды при температуре 19-23 градуса.
Если нагреватель выполнен в виде электродов. то находим фазное Rф, и из выражения
Находим S электрода, а далее и ее размеры . Длину принимает 2-3 см, ρв=490÷500 Ом·см.
Пусть электроды для нашего ВЭНа соединены в треугольник .
Мощность Р=√3∙Uл∙Iл
Задаем расстояние между электродами ℓ=2 см.
ρв=500 Ом·см.
размеры электрода :
С некоторым приближением принимаем размеры фазных электродов 17 см.
3. Электрический расчет жарочного шкафа
Трубчатые НЭ используют V и W вида на U=220, 110В. Ряд мощностей одного ТЭН: 0,12; 0,25; 0,4 0,55; 0,63кВт.
Таблица 3.1.
|
№ вар. |
Размер противня мм |
δ, мм |
tн, оС |
τн, мин |
|
10 |
450х650 |
3 |
290 |
17 |
1. Терморегулятор ТК-32 (0÷330оС).
2. Плотность стали (чугуна) γ=7,9÷8,0 кг/дм3.
3. tнач=20оС.
4. В каждой секции установлено 2 ТЭНа.
Задача 3.
Рассчитать мощность ТЭН жарочного шкафа, если масса противня m=6,9 кг, tmax=290оС, а время разогрева до tраб. τр=17 мин.
1. = 4,5 ∙6,5 ∙ 0,03 ∙ 7,9=6,9 кг
2. Определяем Qпол.
Счугуна=0,5; Kзапаса=1,1; η=0,6+0,85, принимаем η=0,7.
Qпол=c·m (tр- t1)=0,5·6,9·(290-20)=931,5 кДж.
3. Определяем мощность ТЭНов.
4. выбираем 2 ТЭНа по 0,63 кВт.
Шкаф подключается к сети через автоматический выключатель. Коэффициент отсечки по однофазному Iк.з. принимаем 3.
4. Электрический расчет тепловентилятора
Таблица 4.1.
|
№ вар. |
Размер помещения, м |
tокр, оС |
t1, оС |
τн, мин |
β % |
|
10 |
4х3х3,5 |
22 |
6 |
15 |
11 |
1. Тип ЭД выбираем из справочника.
2. НЭ – спиральные –2НЭ на агрегат.
Страницы: 1, 2
