Проектирование сушки тягового электродвигателя
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Исходные данные:
Назначение тягового электродвигателя - элкетровоз;
Одновременное количество якорей и остовов, подлежащих сушке - Я и О;
Температура сушки - tвн = 110 С;
Температура окружающего пространства - tнар = 18 С;
Температура наружных стенок установки - t2 = 35 С;
Скорость воздуха в калорифере - V = 7 м/с;
Тип нагревательных элементов - ТЭН;
Напряжение питания калорифера - U = 220 В;
Количество ступеней мощности калорифера - 3;
Материал теплоизоляции установки - Кирпич диамитовый 500;
Защиту установки от перегрузки и токов короткого замыкания производить - автоматическим выключателем;
Производительность вентилятора - L = 3600 м3/ч;
ТЭД - ДК-259г;п
Высота остова - hост = 1086 мм;
Диаметр остова - dост = 1208 мм;
Высота якоря - hя = 385 мм;
Диаметр якоря - dя = 660 мм;
Масса тягового электродвигателя - mд = 4350 кг.
1. Определение габаритов установки для сушки ТЭД
Количество тепла, кДж, требуемого для нагревания заданного количества воздуха,
,
где с - средняя удельная теплоемкость воздуха, ; согласно [1] принимаем с = 1,3 ;- производительность вентилятора, м3/с; согласно заданию L = 1 м3/с;
tк - температура, до которой необходимо нагреть воздух, С; согласно заданию tк = 110 С;
tн - первоначальная температура воздуха, С (температура цеха); согласно заданию tн = 18 С.
кДж.
Предварительная мощность электрического нагревателя, кВт
,
где 1,3 - коэффициент запаса, учитывающий неучтенные потери тепла через стенки печи и калорифера;- время, с; согласно [1] t = 1 с.
кВт.
Мощность одного калорифера, кВт
,
где n - количество принятых калориферов; n = 3.
кВт.
Мощность одной фазы калорифера, кВт
,
кВт.
По каталогу выбираем ТЭН-60Б13/1К220.
Основные размеры выбранного ТЭНа представлены на рисунке 1.
Рисунок 1 - Трубчатый электрический нагреватель
Основные характеристики выбранного ТЭНа:
Номинальный ток: Iн = 4,55 А;
Номинальное напряжение: Uн = 220 В;
Номинальное сопротивление: Rн = 48,4 Ом;
Номинальная мощность: Pн = 1 кВт;
Допустимая удельная поверхностная мощность: Wдоп = 5,2 Вт/см2;
Активная длина: lа = 470 мм;
Диаметр: d = 13 мм;
Масса: m = 0,31 кг.
Живое сечение калорифера, м2
,
где Vв - скорость воздуха, м/с; Vв = 7 м/с;
м2.
Минимальная допустимая поверхность нагревателей, см2
,
см2.
Активная площадь нагревателя Fакт, см2
,
см2.
Число необходимых нагревателей
,
.
Расстояние между ТЭНами, м
,
где b - длина калорифера, м; b = la = 0 м;
м.
Ширина калорифера, м
,
м.
2. Раiет расхода тепла на нагревание изделия и тепловые потери печи
.1 Определение размеров печи и калорифера
В проектировании печи производится сушка одного остова и одного якоря электродвигателя электровоза одновременно, которые имеют следующие размеры:
высота остова hост = 1086 мм;
диаметр остова dост = 1208 мм;
высота якоря hя = 385 мм;
диаметр якоря dя = 660 мм;
масса тягового электродвигателя m = 4350 кг.
Так как одновременно в печи подвергаться сушке будут одновременно один остов и один якорь, то раiет тележки будем выполнять по остову, а высоту печи - по якорю. Определение внутренних размеров печи приведено на рисунке 2.
Длина тележки lтел, мм
,
где lм - расстояние между остовами, мм; принимаем lм = 100 мм;к - расстояние от остова до края тележки, мм; lк = 20 мм.
мм.
Ширина тележки bтел, мм
,
мм.
Высота тележки hтел, мм
,
где dк - диаметр колеса тележки, мм; принимаем dк = 200 мм;- основание тележки, мм; l = 100 мм.
мм.
Высота печи hпечи, м
,
где hв.т. - расстояние от верхней точки якоря до потолка печи, мм; hв.т. = 400 мм.
м.
Длина печи lпечи, м
,
где lc - расстояние от крайней точки тележки до стенки печи, мм; lс = 300 мм.
м.
Ширина печи bпечи, м
,
где b3 - расстояние от крайней точки тележки до стенки печи, мм; b3 = 300 мм.
м.
Определим толщины стенок, пола и потолка печи.
Для этого определим удельный тепловой поток через каждые из выше перечисленных элементов печи, приходящийся на 1 м2 этих элементов (стенки, пол и потолок), при этом предварительно задаемся толщиной стенок печи ? = 0,1 м,
,
где tвн - температура внутри печи, C; tвн = 110 C;нар - температура снаружи печи, C; tнар = 18 C;
? - толщина стенок печи, м;
? - коэффициент теплопроводности материала потолка печи, Вт/(мC);
?вн - коэффициент теплоотдачи температуры в печи, Вт/(м2C);
?нар - коэффициент теплоотдачи температуры снаружи печи, Вт/(м2C).
Коэффициент теплопроводности материала ? общий для стенок, потолка и пола печи, зависит от средней температуры и материала кладки печи
,
где t1 - температура стенки внутри печи, C
,
C;- температура наружной стенки печи, C; t2 = 35 C.
C.
Тогда при найденной температуре tср = 70 C и материале изоляции печи новоасбозурит, коэффициент теплопроводности материала ? будет вычисляться по формуле
,
Вт/(мС).
Коэффициент теплоотдачи температуры в печи и снаружи ее вычисляем по следующим формулам.
Для потолка печи