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 |
Iстарт = L"Т" × Iпуск.
где L"Т" – длина контура обогрева м;
Iпуск- пусковой ток принят согласно таблице 4, А/м.
