Розрахунок спіралі - Розрахунок електричної сковороди
Розрахунок спіралі
До вихідних даних відносяться: P1 = 2300 Вт; U = 380В; матеріал спіралі - ніхром (питомий опір Омм).
Спирали в чавунному корпусі потрібно розмістити таким чином, щоб вони забезпечували рівномірний обігрів поверхні смаження.
На малюнку 2 представлена пропонована схема розміщення спіралей у проектованій сковороді (додаток 1).
Виходячи з представленої схеми габаритні розміри блоку нагрівачів - довжина Аб.н та ширина Вб.н - становитимуть:
По зовнішньому периметру корпусу блоку виділяємо місце для кріплення кожуха і стального листа, що екранує, розміром 12 мм.
У корпусі блоку нагрівачів укладаємо 4 спіралі, кожна з яких укладається у 4 пази. Відповідно, по довжині блоку повинно розміщуватися 16 пазів. Тоді відстань, що виділяється під розміщення одного паза,
Розмір ребра паза у верхній частині приймаємо рівним 4 мм. Тоді діаметр паза становитиме 21 мм. Відповідно радіус вигину паза при повороті спіралі
а довжина прямолінійної ділянки спіралі:
Всп = 510 - 2 (12,5) = 464 мм.
Загальна активна довжина спіралі La складається з 4 прямолінійних ділянок, 3 півкола та 2 кінцевих ділянок:
Приймаємо, що зовнішній діаметр керамічного ізолятора на 1 мм менший за діаметр паза, тобто. 20мм. Товщина стінки ізолятора, виходячи з умов міцності матеріалу, з якого він виготовлений, зазвичай становить 2...4мм. Вважаємо, що товщина стінки 3мм.
Тоді внутрішній діаметр отвору ізолятора становитиме 14 мм. Приймаємо, що зовнішній діаметр витка спіралі на 1 мм менший від внутрішнього діаметра отвору ізолятора і складе 13 мм.
Діаметр дроту спіралі d визначаємо за формулою:
де, питома поверхнева потужність дроту спіралі, Вт/м2.
Дляспіралі, що працює в спокійному повітрі, допускається, що щс = 3. У цьому випадку приймаємо щс = 2.
Отриманий діаметр округляємо до найближчого стандартного діаметра dст ніхромового дроту, тобто 1 мм (і визначає довжину, для чого спочатку визначаємо опір R дроту спіралі за формулою (27):
Довжину дроту спіралі визначаємо за формулою (28):
Реальна питома поверхнева потужність на дроті спіралі розраховується за формулою (29):
Середній діаметр витка спіралі розраховують за формулою (30):
Довжину витка спіралі розраховують за формулою (31):
Число витків спіралі розраховують за формулою (32):
Відстань між витками спіралі розраховують за формулою (33):
Оскільки розрахунок виконаний, вірно, і конструктивні параметри нагрівача відповідають пред'явленим вимогам.
В результаті теплотехнічного розрахунку отримали наступні конструктивні параметри блоку нагрівачів: