Элементные нагреватели.Тэны

Трубчатые электронагреватели (ТЭНы). Низко- и средне-температурные установки косвенного нагрева оборудуют трубчатыми электронагревателями (рисунок 1.53, г) заводского изготовления, отличающимися высокой надежностью и электробезопасностью. Они могут работать в воде, молоке, расплавленной соли и т. д., надежны при вибрациях и ударных нагрузках, могут иметь любую форму.

Трубчатый электронагреватель (ТЭН) представляет собой металлическую трубку, внутри которой размещена спираль из нихрома, изолированная от трубки насыпной электрической изоляцией—кристаллической окисью магния (периклазом). После опрессовки нагревателя порошкообразный периклаз превращается в монолит, прочно фиксирующий спираль по центру трубки. Параметры выпускаемых промышленностью стандартизованных односпиральных ТЭНов (более сложные конструкции могут иметь в одной трубке две и три спирали с самостоятельными выводами) изменяются в широком диапазоне: номинальное напряжение от 12 до 380 В, номинальная мощность от 0, 05 до 20 кВт в единице, наружный диаметр от 4·10-3 до 16·10-3 м, развернутая длина от 0, 25 до 6, 3 м. Трубки (оболочки) ТЭНов выполняют из углеродистой стали Ст. 10, Ст. 20, меди, латуни, нержавеющей стали 12Х18Н10Т. ТЭНами оборудуют электрические водонагреватели, калориферы, сушилки, излучатели и др. Благодаря высокой надежности и безопасности установки косвенного нагрева с ТЭНами широко распространены в системах децентрализованного электротеплоснабжения. Срок службы односпиральных ТЭНов при нормальной эксплуатации может достигать 10 тыс. ч.

Выбирают ТЭНы по расчетной площади поверхности нагрева (м2)

(1.86)

где Р — расчетная мощность установки, кВт;

σ доп— допустимая удельная поверхностная мощность для поверхности трубки (оболочки) ТЭНа, Вт/м2.

Значение σ доп зависит от целей и условий нагрева, материала трубки (таблица 1.8).

Таблица 1.8 Предельно допустимые удельные мощности на поверхности оболочки ТЭНов

Нагреваемая среда

Характер нагрева

Материал оболочки ТЭНов

Удельная мощность не более, 104 Вт/м2

Вода, слабый раствор щелочей и кислота

Нагревание и кипячение

Медь, латунь, нержавеющая сталь, углеродистая сталь

7…11

Воздух

Нагрев в спокойной воздушной среде до температуры оболочки ТЭНа от 450 до 700 оС (лучистый обогрев молодняка

Нержавеющая сталь 5…6

Нагрев в среде движущегося воздуха со скоростью не более 6 м/с (электрокалориферы и др.) до температуры на оболочке ТЭНа 450 оС

Углеродистая сталь 5, 5

То же до температуры на оболочке ТЭНа от 450 до 600 оС Нержавеющая сталь 6, 5

Молоко

Нагрев в емкости до температуры на оболочке ТЭНа 150 оС

Нержавеющая сталь 1, 5…2

Жиры пищевые

Нагрев на оболочке ТЭНа 300 оС

Углеродистая сталь 3

Выбрав в таблице значение σ доп по формуле (1.86) определяют общую необходимую площадь поверхности нагрева, затем выбирают по каталогу наиболее подходящий ТЭН и по каталожным данным находят его активную поверхность А1. Необходимое число нагревателей z=A/A1.

41. индукционный нагрев