|
Что такое ТЭН
Трубчатые электронагреватели (ТЭН) предназначены для преобразования
электрической энергии в тепло. Применяются для непосредственного нагрева твердых,
жидких, газообразных и сыпучих сред. Эксплуатация ТЭН в той или иной среде, как правило, ограничивается коррозионной стойкостью оболочки и допустимой рабочей температурой.
Трубчатые электронагреватели (ТЭН) предназначены для преобразования
электрической энергии в тепло. Применяются для непосредственного нагрева твердых,
жидких, газообразных и сыпучих сред. Эксплуатация ТЭН в той или иной среде, как правило, ограничивается коррозионной стойкостью оболочки и допустимой рабочей температурой.
Конструкция ТЭН:
Рис. 1
1 - контактный стержень;
2 - контактные гайки и шайбы;
3 - изолятор;
4 - трубчатая оболочка;
5 - нагревательная спираль;
6 - наполнитель;
7 - герметик.
D - диаметр оболочки; L - развернутая длина оболочки; Lk - заделка контактного стержня; La - активная длина ТЭН. Активная поверхность ТЭН - площадь поверхности трубчатой оболочки ТЭН на длине La.
Какая информация заложена в обозначении ТЭН
Структура условного обозначения ТЭН:
ТЭН-ХХХ/ХХХ,
где:
ТЭН – трубчатый электронагреватель;
Х - развернутая длина ТЭН по оболочке L (рис. 1), см
Х - обозначение заделки контактного стержня Lк (рис. 1, табл. 1) или
численное значение заделки Lk в см.;
Х - диаметр оболочки ТЭН D (рис.1), мм;
/ - разделитель;
Х - номинальная мощность, кВт;
Х - обозначение нагреваемой среды и материала оболочки ТЭН (табл. 2 или табл. 3);
Х - номинальное напряжение, В.
Пример обозначения ТЭН: ТЭН-100A13/3,5J220
где:
100 - развернутая длина ТЭН по оболочке, см;
А - обозначение заделки контактного стержня (табл.1);
13 - диаметр оболочки ТЭН, мм;
3,5 - номинальная мощность, кВт;
J - нагреваемая среда – вода; материал оболочки - нержавеющая сталь; (табл. 2);
220 - номинальное напряжение, В.
Пример обозначения ТЭН: ТЭН-71-3-10/0,5И220
где:
71 - развернутая длина ТЭН по оболочке, см;
3 - величина заделки контактного стержня, см;
10 - диаметр оболочки ТЭН, мм;
0,5 - номинальная мощность, кВт;
И - нагреваемая среда – жиры, масла; материал оболочки - углеродистая сталь; (табл. 3);
220 - номинальное напряжение, В.
Таблица 1. Стандартная заделка Lk (рис. 1) контактного стержня ТЭН.
| Обозначение |
Величина, мм |
|
A
|
40
|
|
B
|
65
|
|
C
|
100
|
|
D
|
125
|
|
E
|
160
|
|
F
|
250
|
|
G
|
400
|
|
H
|
630
|
Таблица 2. Условное обозначение нагреваемой среды и материала оболочки
для промышленных ТЭН.
|
Условное обозначение
|
Нагреваемая среда
|
Характер нагрева
|
Материал оболочки
|
|
X
|
Вода, слабый раствор щелочей и кислот (pH от 5 до 9)
|
Нагревание, кипячение с максимальной температурой на оболочке 100°С
|
Медь и латунь (с покрытиями)
|
|
J
|
Вода, слабый раствор кислот (pH от 5 до 7)
|
Нагревание, кипячение с максимальной температурой на оболочке 100°С
|
Нержавеющая сталь
|
|
P
|
Вода, слабый раствор щелочей (pH от 7 до 9)
|
Нагревание, кипячение с максимальной температурой на оболочке 100°С
|
Углеродистая сталь
|
|
S
|
Воздух и пр. газы и смеси газов
|
Нагрев в спокойной газовой среде до температуры на оболочке ТЭН 450°С
|
Углеродистая сталь
|
|
T
|
Воздух и пр. газы и смеси газов
|
Нагрев в спокойной газовой среде с температурой на оболочке ТЭН свыше 450°С
|
Нержавеющая сталь
|
|
O
|
Воздух и пр. газы и смеси газов
|
Нагрев в движущейся со скоростью 6м/с воздушной среде до температуры на оболочке ТЭН 450 °С
|
Углеродистая сталь
|
|
K
|
Воздух и пр. газы и смеси газов
|
Нагрев в движущейся со скоростью не менее 6м/с воздушной среде с температурой на оболочке ТЭН св. 450 °С
|
Нержавеющая сталь
|
|
R
|
Воздух и пр. газы и смеси газов
|
Нагрев в движущейся со скоростью менее 6м/с воздушной среде до температуры на оболочке ТЭН 450 °С
|
Углеродистая сталь
|
|
N
|
Воздух и пр. газы и смеси газов
|
Нагрев в движущейся со скоростью менее 6м/с воздушной среде с температурой на оболочке ТЭН св. 450 °С
|
Нержавеющая сталь
|
|
Z
|
Жиры, масла
|
Нагрев в ваннах и др. емкостях
|
Углеродистая сталь
|
|
V
|
Щелочь, щелочно-селитровая смесь |
Нагрев и плавление в ваннах и др. емкостях с температурой на оболочке ТЭН до 600 °С |
Углеродистая сталь |
|
W
|
Легкоплавкие металлы: олово, свинец и др. |
Нагрев и плавление в ваннах и др. емкостях с температурой на оболочке ТЭН до 450 °С |
Углеродистая сталь |
|
L
|
Литейные формы, пресс-формы |
ТЭН вставлен в паз, имеется гарантированный контакт с нагреваемым металлом, температура на оболочке ТЭН до 450 °С |
Углеродистая сталь |
|
Y
|
Металлические плиты из алюминиевых сплавов |
ТЭН залит металлом, работает с термоограничителями, температура на оболочке ТЭН до 320 °С |
Углеродистая сталь |
Таблица3. Условное обозначение нагреваемой среды и материала оболочки
для бытовых ТЭН.
|
Условное обозначение
|
Нагреваемая среда
|
Характер нагрева
|
Материал оболочки
|
|
Х
|
Вода, слабый раствор щелочей и кислот (pH от 5 до 9) |
Нагревание, кипячение |
Медь и латунь (с покрытиями) |
|
Р
|
Вода, слабый раствор щелочей (pH от 7 до 9) |
Нагревание, кипячение |
Нержавеющая сталь |
|
П
|
Вода, слабый раствор щелочей и кислот (pH от 5 до 9) |
Нагревание, кипячение |
Углеродистая сталь |
|
С
|
Воздух |
Нагрев в спокойной воздушной среде до 500°С на оболочке ТЭН |
Углеродистая сталь |
|
Т
|
Воздух |
Нагрев в спокойной воздушной среде до 700°С на оболочке ТЭН |
Нержавеющая сталь |
|
О
|
Воздух |
Нагрев в движущейся со скоростью не менее 6м/с воздушной среде до 500 °С на оболочке ТЭН |
Углеродистая сталь |
|
Э
|
Воздух |
Нагрев в движущейся со скоростью менее 6м/с воздушной среде до 500 °С на оболочке ТЭН |
Углеродистая сталь |
|
И
|
Жиры, масла |
Нагрев в ваннах и др. емкостях до 300 °С на оболочке ТЭН |
Углеродистая сталь |
|
У-1
|
Подошвы электроутюгов |
ТЭН залит металлом, работает с термоограничителями (терморегуляторами, термовыключателями), температура на оболочке ТЭН до 500 °С. |
Углеродистая сталь |
|
У-2
|
Подошвы электроутюгов, металлические плиты из алюминиевых сплавов, металлические формы (стальные и чугунные) |
ТЭН вставлен в паз и запрессован в изделие, работает с термоограничителями (терморегуляторами, термовыключателями), температура на оболочке ТЭН до 500 °С. |
Углеродистая сталь |
От чего зависит максимальная мощность ТЭН и как ее расчитать
Максимальная мощность Pмах ТЭН зависит от нагреваемой среды,
материала оболочки, характера нагрева, площади активной поверхности (Рис. 1).
Максимальная мощность Pмах ТЭН рассчитывается по формуле:
Pмах = Pуд.мах х S,
где:
S, см2 - площадь активной поверхности;
Pуд.мах, Вт/см2 - максимальная удельная мощность.
Рекомендации относительно значений максимальной удельной мощности Pуд.мах
можно найти в ГОСТ 13268-88 для ТЭН промышленного назначения и ГОСТ 19108-81 - для ТЭН бытового назначения.
Изготовление ТЭН, мощность которого превышает рекомендуемое максимальное значение, снижает его надежность и долговечность.
Таблица 4. Pуд.мах для ТЭН промышленного назначения.
|
Условное обозначение (см. табл. 2)
|
Pуд.мах, Вт/см2 |
|
X
|
9
|
|
J
|
15
|
|
P
|
15
|
|
S
|
2,2
|
|
T
|
5
|
|
O
|
5,5
|
|
K
|
6,5
|
|
R
|
3,5
|
|
N
|
5,1
|
|
Z
|
3,0
|
|
V
|
3,5
|
|
W
|
3,5
|
|
L
|
5,0
|
|
Y
|
13,0
|
Таблица 5. Pуд.мах для ТЭН бытового назначения.
| Условное обозначение (см. табл. 3) |
Pуд.мах, Вт/см2 |
|
Х
|
11
|
|
Р
|
11
|
|
П
|
11
|
|
С
|
2,2
|
|
Т
|
5,2
|
|
О
|
5,5
|
|
Э
|
2,5
|
|
И
|
3
|
|
У-1
|
18
|
|
У-2
|
13
|
Пример расчета максимальной мощности Pмах промышленного ТЭН-100А13/4J220, где:
- "100" - развернутая длина, см.;
- "А" - 40 - заделка контактного стержня (табл. 1), мм;
- "13" - диаметр оболочки, мм;
- "4" - номинальная мощность ТЭН, кВт;
- "J" - обозначение среды и материала оболочки.
В табл. 4 условному обозначению "J" соответствует значение Pуд.мах=15 Вт/см2
Активная длина ТЭН (см. рис. 1), м : La = L - 2 x Lk = 100см - 2 х 4см = 92см
Площадь активной поверхности (см. рис. 1), см2: S=( Pi х D) х La = 3,14 х 1,3 х 92 = 375,5 см2,
где: (Pi х D) длина оболочки ТЭН по окружности.
Максимальная мощность Рмах, кВт: Рмах = Руд.мах х S = 15Вт/см2 х 375см2 = 5633Вт = 5,63кВт.
Номинальная мощность ТЭН меньше максимально-допустимой Pмах: 4кВт < 5,63кВт.
|
