5. Рассчитать нагревательный элемент для утюга электрического

Мощность нагревательных элементов рассчитывают в зависимости от теплового баланса подушки пресса. Тепло, выделяемое электронагревательными элементами, расходуется на полезный нагрев и потери тепла в окружающую среду. Расход технологически необходимого тепла складывается из затрат тепла на нагрев ткани, а также на нагрев и испарение воды.

Для определения мощности нагревательного элемента задаются временем разогрева. Это время желательно сократить. При увеличении мощности нагревательных элементов необходимо применять надёжные системы терморегулирования, только в этом случае снижается расход электроэнергии.

Дано: Вид оборудования - утюг электрический;

Масса подушки, кг (G) - 10 кг;

Температуры поверхности, С° (t_n) - 200°;

Время разогрева, ч (Т) - 0,2 ч;

Удельная теплоемкость металла для чугуна (с) - 0,12ккал/(кг С°);

К.п.д. теплового устройства для спиральных элементов (з) - 0,6 ч0,7

Решение: Рассчитать нагревательный элемент для чугунного утюга весом 10 кг при заданной температуре t_n = 200 С° по формуле:

При напряжении в сети 220 В, рассчитываем:

Так как допустимая плотность тока для нихромовой проволоки j=13ч15А/мм² при температуре 500°С, находим площадь сечения по допустимой плотности тока:

По таблице характеристики проводников нагревательных элементов, выбирают ближайшее большее сечение S=283 мм² и d=0,6 мм. Удельное сопротивление проволоки:

с₅₀₀ = с₂₀ (l + аДt); где Дt = t_n - t₀;

с₅₀₀ = 1,00(1+0,00015*480)=1,07Ом*м/мм²;

Искомая длина проводника рассчитывается по формуле:

По экспериментальным данным температура нагревательного элемента, уложенного в бусах в лабиринты утюга, составляет 400-500° С, тогда

Дt=500-20=480°, если нет проводника необходимого диаметра d, то можно, выбрав ближайший больший диаметр d_н, определить новую длину l_н проводника: