Статьи
В данном разделе публикуются работы, авторами которых являются сотрудники нашей фирмы, ученые и аспиранты Саратовских вузов, а также наши коллеги - ведущие разработчики предприятий-производителей городского электротранспорта и мобильных зданий, руководители и специалисты эксплуатационных предприятий горэлектротранспорта.
Просьба при перепечатке материалов статей ссылаться на сайт НПФ "Этна".
| Авторы | Название | Аннотация | ||
| В.Я.Явчуновский, доктор физ.-мат.наук., директор НПФ «ЭТНА» А.С.Шаповалов, доктор.физ.-мат.наук, профессор, Саратовский госуниверситет А.В.Козлов, аспирант, Саратовский госуниверситет | Сравнительный анализ характеристик открытых спиралей и ТЭНов в составе электронагревательных приборов. | Проведен сравнительный теоретический и экспериментальный анализ основных эксплуатационных характеристик открытых спиралей и ТЭНов в электронагревательных приборах - надежности, степени создания эффекта выжигания кислорода, тепловой инерционности. Сравнение проводится на основе анализа температурных полей этих элементов в стационарных и нестационарных (переходных) режимах работы. Отмечается, в частности, что надежность и долговечность открытых спиралей и ТЭНов тем ниже, чем выше температура нагревательного элемента - спирали. В грамотно спроектированных электронагревательных устройствах на открытых спиралях превышение температуры спиралей над температурой выходящего из устройства воздуха составляет всего несколько десятков градусов. В зависимости от качества съема проходящим воздухом тепла с поверхности нагреваемой спирали, ее температура колеблется в реальных устройствах от 100 до 250оС. Что же касается температуры спирали внутри ТЭНа, то она зачастую превышает 1000оС. Это связано с достаточно сложной системой передачи тепла от тела спирали к нагреваемому воздуху через все элементы ТЭНа. В случае же открытой спирали единственное значимое тепловой сопротивление имеет место на границе "спираль - нагреваемый воздух", и оно может быть предельно минимизировано при организации качественного теплосъема. По качеству теплосъема с поверхности ТЭНы явно уступают открытым спиралям. Хотя площадь поверхности у трубки ТЭНа больше, чем у открытой спирали, создаваемое им аэродинамическое сопротивление настолько велико. что скорость воздушного потока в использующих их электронагревательных устройствах достаточно мала, а, соответсвенно, и теплосъем оставляет желать лучшего (выигрыш в поверхности теплосъема становится несущественным). В результате поверхность ТЭНа существенно горячее, чем поверхность открытой спирали, что влечет за собой эффект выжигания кислорода. Что касается спирали внутри ТЭНа, то она разогревается более, чем до 1000оС, а в местах плохого прилегания к металлу гранул засыпки и гораздо выше, подходя вплотную к температуре реструктуризации, а то и плавления нихрома. Это и обуславливает недолговечность ТЭНов. Ситуация с тепловой инерционностью следующая. Время разогрева открытой спирали не превышает нескольких секунд, а время выхода в стационарный тепловой режим ТЭНа достигает 10-15 мин. Малая тепловая инерционность открытых спиралей, в частности, чрезвычайно важна в устройствах, которые начинают работать в зимних условиях при отрицательных температурах - в трамваях, троллейбусах, электропоездах, мобильных зданиях, блок-контейнерах и т.п. Существенно лучше обстоит дело у открытых спиралей, чем у ТЭНов и по такому важному параметру как равномерность распределения температуры воздуха по сечению нагревательного прибора (в силу большей прозрачности для воздушного потока). |