Общие теоретические сведения

I МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное БЮДЖЕТНОЕ образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«тюменский государственный нефтегазовый университет»

II ИНСТИТУТ КИБЕРНЕТИКИ, ИНФОРМАТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра «Электроэнергетика»

Лабораторная работа №4.

Изучение тепловых характеристик саморегулирующегося нагревательного кабеля

и свойств полимерного материала изоляции греющего элемента.

 

дисциплина	Электротехническое и конструкционное материаловедение
направление/профиль	140400.68 Электроэнергетика и Электротехникадля всех профилей
форма обучения	Очная, Заочная, Заочная(сокращенная)
курс	2/3/3
семестр	4/6/6
	Тюмень 2012

Лабораторная работа N4

Вариант 1-10

 

 

 

 

Общие данные

Итоговые значения удельных теплопотерь с поверхности трубопроводов в изоляции представлены в Таблице 1. «Зависимость удельного коэффициента теплопотерь от характеристик изоляционных материалов трубопровода»

Технические характеристики применяемого нагревательного саморегулируемого кабеля.

Общие теоретические сведения

1.1. Потери тепла объекта можно рассчитать по упрощенной формуле:

где q — потери тепла на единицу длины трубы, Вт/м;

k — коэффициент теплопроводности системы, который для упрощения можно

рассматривать как постоянную величину, Вт/м·К;

ΔT — разница температур между желаемой температурой Tр и минимальной расчетной

температурой окружающей среды Tа,°С.

 

Коэффициент k зависит от толщины, размера и типа слоя (слоев) теплоизоляции, средней температуры теплоизоляции и коэффициентов конвективного равновесия содержимого трубопровода (объекта) и внешней среды. Поэтому степень точности расчета зависит от степени определения параметров системы. На основе этих параметров потерю тепла для трубопроводов

и труб можно определить с помощью более точных вычислений. Уравнение, приведенное в формуле, принимает следующий вид, если учитываются параметры теплопроводности К=0,05 имеем:

 

где q — потери тепла на единицу длины трубы, Вт/м;

K — коэффициент теплопроводности внутреннего слоя изоляции, измеренный при средней

температуре, Вт/м·К;

Tр — температура, которую необходимо поддерживать, °С;

Та — минимальная расчетная температура окружающей среды, °С;

D1 — внутренний диаметр внутреннего слоя изоляции, м;

D2 — внешний диаметр внутреннего слоя изоляции, м.

 

1.2. С учетом длин, подлежащие обогреву трубопроводы вошли в состав контуров обогрева.

Определить длину греющего кабеля с учетом всех конструктивных элементов трубопроводов.

Опоры крепления трубопроводов располагаются с шагом 1,5м.

Контуры обогрева подключены к шинам шкафа управления ШУ напряжением 230В.

1.1. В контур 1. входят:

Таблица 2

 

Наименование трубопровода	Диаметр, мм	Длина трубопровода, м	Кол-во нитей нагревательного кабеля	Длина нагревательного кабеля, м
· Трубопровод
Общая длина нагревательного кабеля (Вт/м) составляет м; установленная мощность – кВт;

1.2. В контур 2. входят:

Таблица 3

 

Наименование трубопровода	Диаметр, мм	Длина трубопровода, м	Кол-во нитей нагревательного кабеля	Длина нагревательного кабеля, м
· Трубопровод
Общая длина нагревательного кабеля (Вт/м) составляет м; установленная мощность – кВт;

 

Греющий элемент саморегулирующегося нагревательного кабеля выполнен из токопроводящего полимерного материала, сопротивление которого меняется в зависимости от температуры обогреваемого объекта. Кабель реагирует на температуру обогреваемого объекта в каждой отдельной точке, и сопротивление греющего элемента повышается с ростом температуры, уменьшая тем самым силу тока и выработку тепла. При понижении температуры объекта сопротивление греющего элемента понижается, материал снова начинает пропускать ток и выделять тепло.

Значения стартового тока нагревательных кабелей при включении обогрева приведены в таблице 4.

Таблица 4

 

Таблица 5

Тип греющего кабеля	Температура включения, °С	Пусковой ток, А/м

I_старт = L_"Т" × I_пуск.

где L_"Т" – длина контура обогрева м;

I_пуск- пусковой ток принят согласно таблице 4, А/м.