Бакластов А.М. Проектирование, монтаж и эксплуатация теплоиспользующих установок. Страница 61

Тепло, отдаваемое нагревателем, расходуется на нагревание промежуточного теплоносителя и материала. Для любого момента времени нагрева тепловой баланс можно записать в следующем виде:

Здесь CZh — коэффициент теплоотдачи от нагревателя к промежуточному теплоносителю, ккал/м2 • ч • град\ tn — температура стенки нагревателя, cC; ^np — температура промежуточного теплоносителя, cC; Gnp; спр — вес (кг) и теплоемкость (ккал/кг • град) промежуточного теплоносителя; k — коэффициент теплопередачи от теплоносителя к материалу1, ккал/м2 ч • град\ Fm — поверхность нагреваемого материала, лг2; tM — начальная температура нагреваемого материала.

Полагая, как указано выше, разности температур постоянными и интегрируя уравнение (2-24) в пределах от f™4 до tl™ и по времени от 0 до т, получаем:

откуда

Формулу (2-25) можно применять для расчета поверхности электронагревателя.

Определение температуры поверхности электронагревателя и времени нагрева материала. Рассмотрим три режима работы электронагревателя:

1) Стационарный режим. Электронагреватель непосредственно соприкасается с материалом (средой), температуры их не изменяются: fH=const, fM = const.

В этом случае все тепло нагревателя передается окружающей среде — материалу. При принятых ранее обозначениях справедливо равенство

2) Нестационарный режим. В процессе разогрева электронагревателя температура материала (среды) остается постоянной (/S1 = const, /„=var), что часто наблюдается на практике, например, при обогреве большого помещения. Тепло нагревателя расходуется на нагрев самого проводника и в окружающую его среду. Тепловой баланс выразится уравнением

Значение члена е н н исчезающе мало в сравнении с единицей, и поэтому им можно пренебречь. Тогда для tu получим в окончательном виде выражение