Электрический расчет бытовых электроприборов (151148)

Посмотреть архив целиком












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:


Qпол0m(tзад- tн), кДж


где С0- удельная теплоемкость воды при


=;


m- масса воды в кг;

tн – начальная температура воды, принимаем tн=150С.


Qпол =mCo (tзадtн)=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:


  1. 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.

  1. Допустимая защитная мощность излучения для НЭ в воде принимается


βдоп=(4÷6) ·104


Принимаем для нашего случая


βдоп=6 ·104.


  1. 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.



  1. 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.


  1. 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.

  3. Коэффициенты и КПД смотри в примере 4.

Нормируемые параметры тепловентилятора:- Рнэ – мощность НЭ, Вт.- П – производительность по воздуху, по воде, м3/мин.- Температура воздуха за НЭ – T2, оС.

Связаны зависимостью: Рнэ≈20П (t2-20), Вт.

Задача 4.

Пусть необходимо обогреть помещение с размерами 4х3х3, до tокр=22оС, если первоначальная температура t1=6оС.

Определить параметры тепловентилятора, если t2-t на выходе тепловентилятора ~90оС, а время нагрева τ=15 мин= 0,25 часа.

Порядок расчета.

1.Температура отапливаемого помещения tокр. =22оС.

Температура первоначальная t1= 6 оС.

Тогда количество теплоты определяется по формуле:



где ρ – плотность воздуха при ОоС ~ 1,293 кг/м3.

V- объем помещения 4х3х3,5 м3 =42 м3

Св- удельная теплоемкость воздуха ~ 1,004÷1,01

Определяем количество полезного тепла:



2. Рассмотрим сам процесс нагрева: Сначала помещение нагревается до tокр. =22оС. Затем тепловентилятор возмещает тепловые потери в помещении. Но в первом режиме тепловентилятор должен и нагревать помещение до tокр и одновременно компенсировать тепловые потери Qтп.



Общая теплота с учетом β=11% =0,11.


Q=Qп·(1+0,11)=875,84∙1,11=972,18 кДж.


3. Найдя общую теплоту и задаваясь временем нагрева τ=15 мин, находим Рнэ



k- коэффициент, учитывающий рост удельной теплоемкости воды с ростом ее температуры, k- принимают равным 1,1÷1,15. η – КПД электрического прибора, η=0,85-0,95. ηн-принимаем 0,95. Мощность НЭ max:


Случайные файлы

Файл
150858.rtf
84031.rtf
17454-1.rtf
94191.rtf
59465.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.