Dizajn rebrastog grijaćeg elementa: Gustoća u vatima, materijali i odabir protoka zraka

A rebrasti grijaći element postoji iz jednog razloga: da prenese više topline u pokretni zrak bez guranja temperature omotača preko granice materijala. U grijaču kanala koji nosi opterećenje grijanja zraka od 150 kW, goli cjevasti snop može trebati više od dvostruko veće duljine grijanja od rebrastog snopa za istu izlaznu temperaturu. Peraje povećavaju vanjsku površinu za otprilike 3,4 do 7,8 puta, ovisno o nagibu peraja, visini peraja i jesu li peraje namotane, naborane ili lemljene.

Praktični učinak je manja gustoća vata na omotaču, niža temperatura metala i duži vijek trajanja pri istom protoku zraka. Većina industrijskih rebrastih grijaćih elemenata su otporne zavojnice unutar cijevi od nehrđajućeg čelika ili Incoloya, s rebrima od ugljičnog čelika, nehrđajućeg čelika ili aluminija pričvršćenim izvana. Pojavljuju se u kanalskim grijačima, pećnicama, tunelima za sušenje, pokretnim zračnim noževima i sustavima s recirkulacijom zraka gdje je strana zraka usko grlo.

Po čemu se rebrasti grijaći element razlikuje od gole cijevi

Razlika je površinsko opterećenje. Dodavanjem rebara povećava se površina dostupna za konvekciju, tako da se ista toplinska snaga može postići pri nižoj temperaturi plašta. Niža temperatura plašta usporava oksidaciju, smanjuje toplinski stres i štiti otpornu žicu od ubrzane korozije.

Ova usporedba ne znači da je rebrasti element uvijek bolji izbor. U prašnjavim pećnicama za farbanje ili sušilicama za tekstil s vlaknima, peraje se mogu začepiti. Blokirani rebrasti element tada se ponaša kao gola cijev koja radi puno većom gustoćom u vatima, što ubrzava sagorijevanje. Put protoka zraka, postavljanje filtra i pristup održavanju moraju biti dio dizajna.

Materijali plašta rebrastih grijaćih elemenata i ograničenja gustoće u vatima

Za grijanje zraka, prva odluka o materijalu je plašt, a ne peraja. Plašt mora izdržati najvišu površinsku temperaturu koju element može doseći pri normalnom protoku i kod kvara blokiranog protoka, jer peraja samo mora provoditi toplinu u zrak.

Nehrđajući čelik 304 zadani je za čisti zrak do 600 stupnjeva C. Nehrđajući čelik 321 dodaje titan za bolju otpornost na puzanje. Inkoloj 800 ima veću otpornost na oksidaciju pri visokim temperaturama i uobičajen je u pećnicama. Nehrđajući čelik 310S podnosi najtoplije temperature kanala, ali košta više i teže ga je oblikovati u uske razmake rebara.

Što nagib peraje utječe na performanse

Manji nagib peraja povećava multiplikator površine, ali također povećava pad tlaka i stvara uske proreze u kojima se može zadržati prašina. Ispod koraka od 5 mm, zračni film između peraja počinje se približavati debljini graničnog sloja pri maloj brzini, a dodatno područje dodaje mali prijenos topline.

Konfiguracije rebrastih grijaćih elemenata za kanalske grijače i pećnice

Oblik je druga odluka nakon materijala. Rebrasti element u obliku slova I je najjednostavniji dizajn kroz zid za horizontalno strujanje zraka. Omogućuje ravnu grijanu duljinu, predvidljivo širenje i jednostavnu zamjenu s ploče za pristup kanalu.

Rebrasta grijaća cijev u obliku slova I za vodoravni protok zraka Rebrasti element u obliku slova I najjednostavniji je dizajn koji prolazi kroz zid, nudi ravnu grijanu duljinu, predvidljivo širenje i jednostavnu zamjenu, što ga čini idealnim za horizontalni protok zraka u grijačima kanala. Pogledajte proizvod →

Rebrasti element u obliku slova U dobiva više grijane duljine u kratkom kanalu bez dodavanja dodatnih krajnjih priključaka. Povratni zavoj smanjuje broj proboja u zid, što je važno u kućištima pod tlakom ili izoliranim kućištima.

Rebrasta grijaća cijev u obliku slova U za kratke kanale Rebrasti element u obliku slova U maksimizira grijanu duljinu u kratkim kanalima, smanjuje prodore u zidove i osigurava ravnomjernu raspodjelu topline, što ga čini prikladnim za kućišta pod tlakom ili izolirana. Pogledajte proizvod →

Kvadratni i rebrasti elementi u obliku slova O rade u kućištima grijača puhala gdje grijaća jezgra mora biti kompaktna. Kontinuirani perimetarski put daje veliku površinu unutar malog profila kućišta.

Četvrtasta rebrasta grijaća cijev za kompaktna kućišta Četverokutna rebrasta cijev pruža povećanu strukturnu krutost i neprekinuti perimetarski put za veliku površinu u kompaktnim kućištima grijača puhala, osiguravajući učinkovit prijenos topline i trajnost. Pogledajte proizvod →

Xinghua Yading Electric Heating Element Co., Ltd. (Yading) izrađuje ove konfiguracije kao dio svog asortimana rebrastih cijevi za grijanje zraka. Izbor nije čisto geometrijski. U okomitom kanalu, elementi u obliku slova U trebali bi biti usmjereni s otvorenim krajem prema dolje kako se kondenzacija ne bi sakupljala na zavoju. U vodoravnoj pećnici, elementi u obliku slova I postavljeni preko strujanja zraka stvaraju jednoliku toplinsku zavjesu. Kvadratni i O-oblici obično se odabiru kako bi se povećala površina unutar kružnog ili četvrtastog kućišta.

Orijentacija montaže utječe na vijek trajanja

Isti element može trajati dvostruko dulje u jednoj orijentaciji i brzo izgorjeti u drugoj. Montaža utječe na to kako kondenzat odvodi, kako peraje bacaju prašinu i koliko ravnomjerno zrak dopire do grijane površine. Pregledajte mehanički izgled prije nego što potvrdite crtež grijača.

Praktični niz specifikacija

Najbrži način za dobivanje pouzdanog rebrastog grijaćeg elementa je da ga specificirate istim redoslijedom kojim ga inženjer izračunava: opterećenje zraka, površinsko opterećenje, materijali, geometrija, električno napajanje i kontrola.

1. Definirajte protok zraka i porast temperature. Koristite stvarnu snagu ventilatora, a ne nominalnu veličinu kanala, jer toplinska snaga ovisi o kilogramima zraka po satu.
2. Izračunajte bruto snagu. Pomnožite maseni protok sa specifičnom toplinom zraka i potrebnim porastom temperature, zatim dodajte sigurnosnu marginu za gubitke u kanalu.
3. Postavite maksimalnu gustoću u vatima. Počnite ispod 4,0 W/cm2 za standardni rad pećnice i ispod 3,0 W/cm2 ako zrak sadrži uljnu maglu ili ako protok može iznenada pasti.
4. Odaberite materijale za plašt i peraju. Uskladite omotač s najvećom mogućom temperaturom zraka, a metal peraje s čistoćom zračne struje.
5. Odaberite mehaničku konfiguraciju. Odaberite I, U, kvadrat, O, W ili prilagođeni oblik na temelju dimenzija kanala, montažne ravnine i pristupa održavanju.
6. Potvrdite usmjeravanje napona, faze i odvoda. Visokonaponski trofazni krugovi smanjuju struju, ali također mijenjaju priključno kućište i puzne staze potrebne na kraju terminala.

Tvornice sa širokim asortimanom proizvoda brzo rješavaju ovaj proces. Yadingova tvornica proizvodi više od 500.000 grijaćih elemenata godišnje i izvozi u više od 25 zemalja, što znači da je inženjerski pregled ugrađen u svaku prilagođenu narudžbu, kao iu svaku standardnu ​​jedinicu. Ako želite da se izračun provjeri prije naručivanja, pošaljite radnu tablicu protoka zraka inženjerskom stolu putem kontakt stranica .

Pitanja koja kupci postavljaju prije naručivanja

Koja je sigurna gustoća vata za rebrasti grijaći element u prisilnom zraku?

S čistim zrakom koji se kreće brzinom od 2 do 10 m/s, praktičan raspon je 2,0 do 6,0 W/cm2, ovisno o materijalu omotača i radnoj temperaturi. Ispod 1,0 W/cm2 element je predimenzioniran; iznad 6,0 ​​W/cm2 životni vijek plašta počinje brzo padati.

Mogu li koristiti rebrasti grijaći element za grijanje tekućine?

Ne normalno. U vodi ili ulju, peraje hvataju kamenac, koji djeluje kao izolator i stvara lokalne vruće točke. Uranjajući grijač s glatkim omotačem ili dizajnom s prirubnicom bolji je izbor za tekućine.

Kako mogu izabrati između peraja od nehrđajućeg čelika 304 i Incoloy 800?

Koristite 304 za čisti suhi zrak do 600 stupnjeva C. Koristite Incoloy 800 kada temperatura izlaznog zraka prelazi 600 stupnjeva C ili kada grijač često radi. Materijal plašta, a ne peraja, postavlja gornju granicu jer se peraje hlade strujom zraka.

Zašto je korak peraja važan za jamstvo grijaćeg elementa?

Visina peraja određuje površinu, pad tlaka i koliko se lako grijač može očistiti. Uski nagib može se brzo blokirati u strujama zraka koje sadrže vlakna, uljnu maglu ili vodljivu prašinu, a blokirani element će pregrijati omotač. Odaberite širi korak za prljavi zrak i umjesto toga oslonite se na veću duljinu površine.