Высокотемпературный электрический нагреватель

 

ОПИСАНИЕ

И ЗОБ РЕ ТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2I9708

Со1оа Советскик

Социал йстических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 14Л11.1967 (№ 1140270/24-7) Кл. 2lh, 9/01 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 14,VI.1968. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания З.IX.1968

МПК Н 05b

Комитет по делам изобретенйй и открытий при Совете Министров

СССР! УДК 621.3,036.662.3 (088.8) 11 + «фЯ 7 .:7. »

Заявитель

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ НАГРЕВАТЕЛЬ где h—

1тс—

1и 10

Известные высокотемпературные электрические нагреватели воздуха или жидкости с нагревательными элементами в виде пластин с поперечными вырезами и с постоянной площадью поперечного сечения не обеспечива1от постоянной температуры поверхности нагревательного элемента по его длине.

Цель настоящего изобретения — создание высокотемпературного электрического нагревателя с постоянной температурой поверхности нагревательного элемента по его длине, Это достигается тем, что расстояния между любыми двумя соседними вырезами выполнены переменными и определяются по длине подогревателя в соответствии с выражением расстояние между любыми двумя соседними вырезами, мм; расстояние между двумя соседними вырезами в начале подогревателя, мм; температура поверхности нагревательного элемента, C; температура воздуха там, где расстояние между вырезами равно h, и

B начале подогревателя соответственно, С; и и ас — местные коэффициенты теплоотдачн там, где расстояние между вырсзамн равно h и в начале подогревателя соответственно, ккал, м- час С.

На фиг. 1 схематически изображен описываемый нагреватель, выполненнь|й пз прям,.угольных плоских пластин; на фнг. 2 — нз гофрированных пластин. Стрелкой Л показано направление газового потока, а стрелкой

1 — подвод тока.

Нагреватель состоит из элементов ь виде пластин 1 постоянной толщины с попсречнымп вырезами (при переменном по длине шага

ai«1pe3oa), которые разбива1от l а>кду1О п. 111c пну на узкис полосы 2 шириной 11 (h — расстояние между л100ыми дву:мя соседними Вырезами). Величина h меняется по длине электрического нагревателя. Пластины установлены па11аллельно друг другу так, что между

20 ними образуются каналы, по которым течет нагреваемый газ. Гидравлический диаметр каналов при такой схеме нагревательного элемента может быть достаточно малым, особенно при использовании гофрированных нла25 стин. Постоянство температуры поверхнос н нагревательного элемента по длине обеспеч., о за счет переменной ширины полосок Й по д.,11не нагревателя.

При работе нагревателя по пластинам и;, О30 ходит электрический ток, и выдел я1ощсес>

219708 джоулево тепло передается потоку газа, омывающему пластины. Местный удельный теплопоток от пластины к потоку на единицу площади пластины равен произведению местного коэффициента теплоотдачи а на местный температурный напор т — t, где t — местная температура газа, т. е. там, где расстояние между вырезами равно h. С другой стороны этот теплопоток равен выделяющемуся в пластине теплопотоку джоулева тепла, который при такой геометрии пластин и при заданной силе тока для пластины обратно пропорционален квадрату ширины полоски h. Из равенства указанных теплопотоков следует, что ширина полоски h обратно пропорциональна корню квадратному из произведения коэффициента теплоотдачи я на местный температурный напор т — t.

Поскольку температура т должна быть постоянной по длине, то, очевидно, температурный напор т — 1 уменьшается по ходу газа: коэффициент теплоотдачи сс, как правило, слабо меняется по длине. Поэтому ширина полосок h возрастает по длине нагревателя и определяется по длине подогревателя в соответствии с вышеприведенным выражением.

Описываемая конструкция нагревательного элемента позволяет при заданных размерах и количестве пластин получить практически любое электрическое сопротивление нагревателя путем выбора соответству;ощего значения ширины полос, независимо от других параметров устройства. Это сопротивление может быть достаточно высоким, что позволяет отказаться от применения понижающих трансформаторов.

Предмет изобретени я где h—

h0— расстояние между л.обыми двумя соседними вырезами, чм; расстояние мехкду дв. л|я соседними вырезами в начале подогревателя, мм; температура поверхности нагревательного элемента, " С; температура воздуха там, где расстояние между вырезами равно h, и в начале подогревателя соответственно, С;

| и to

30 аияо— местные коэффициенты теплоотдачи там, где расстояние между вырезами равно h и в начале подогревателя ннпл соответственно, м час. С

Высокотемпературный электрический нагрсватель воздуха или жидкости с нагревательными элементами в виде пластин с попер 1чными вырезами и с постоянной площадью проходного сечения, отличшощийся тем, что, с целью обеспечения постоянной температуры поверхности нагревательного элемента по его

10 длине, расстояния между соседними вырезами выполнены переменными и определяются по длине подогревателя в соответствии с выра жением

219703 Р р

Ч а 2,, Редактср E. A. Кречетова

Заказ 2э58 г, 8

Д 1ИИПИ Комитета по делам í"îá етенпй и т пзо ретси«В v. открытий при Совете Мини:т )to СССР

Типография, пр, Сап иова, 2

Составитель 3. Васильева

Текред Л. К. Màëàâà

Корректоры; Л. В. Юшина и Л. В. Иадетяева