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自控溫伴熱電纜-自調(diào)控伴熱電纜簡易熱工設計離不開相關技術參數(shù):
電伴熱是利用電伴熱帶輸出的熱量來補償管道,、容器、罐體等儲運系統(tǒng)所耗散的熱量,,以維持系統(tǒng)操作介質(zhì)始終處在工藝要求的適宜溫區(qū),。所以,熱工設計首先要確定工藝裝置的熱損失即耗熱量,,然后根據(jù)耗熱量確定所需電伴熱帶的功率和長度,。
8.1 設計需要確定的工藝參數(shù)
1) 管道要求的維持溫度,,TV;
2) 當?shù)貁ui低環(huán)境溫度(℃),,TA,;
3) 管道的外徑,D,;
4) 容器的表面積,,S;
5) 管道的保溫材料品種及厚度,;
6) 管道是在室內(nèi)或室外,。
8.2 管道、平面熱損失計算
8.2.1 管道
保溫管道的熱損失(加30%安全系數(shù))按公式(1)計算:
Qt={[2π(TV-TA) ]/[( LnD0/D1)1/λ+2/( D0α)]}×1.3 ………(1)
8.2.2 平面
保溫平面的熱損失(加30%安全系數(shù))按公式(2)計算:
QP=[(TV-TA)/(δ/λ+1/α)] ×1.3 ……………………………(2)
式(1)和式(2)中:
Qt — 單位長度管道的熱損失,,W/m,;
Qp — 單位平面的熱損失,W/㎡;
TV — 系統(tǒng)要求的維持溫度,,℃,;
TA — 當?shù)氐膠ui低環(huán)境溫度 ℃;
λ — 保溫材料的導熱系數(shù),,W/(m℃),,見表3;
D1 — 保溫層內(nèi)徑,,(管道外徑) m,;
D0 — 保溫層外徑,m; D0=D1+2δ,;
δ — 保溫層厚度,,m;
Ln — 自然對數(shù),;
α — 保溫層外表面向大氣的散熱系數(shù),,W/(㎡℃)與風速ω,(m/s)有關,,
α值按公式(3)計算:
α=1.163(6+ω1/2) W/( ㎡℃ ) …………………………(3)
8.2.3 管道材質(zhì)修正系數(shù)
不同材質(zhì)的導熱系數(shù)不同,,在同等TV的情況下所需功率不同,修正系數(shù)Kc,見表4,;
Q t,、Q P值的條件是鋼材,如材質(zhì)變動應乘以材質(zhì)修正系數(shù),。例如式(4):
表3 常用保溫材料導熱系數(shù)
保溫材料 導熱系數(shù)W/ (m. ℃)
玻璃纖維 0.036
礦渣棉 0.038
硅酸鈣 0.054
膨脹珍珠巖 0.054
蛭 石 0.084
巖 棉 0.043
聚氨脂 0.024
聚苯乙烯 0.031
泡沫塑料 0.042
石 棉 0.093
表4 管道材質(zhì)修正系數(shù)
管道材料 修正系數(shù)
碳 鋼 1
銅 0.9
不銹鋼 1.25
塑 料 1.5
Q=Qt×kc W/m ………………………………………(4)
8.3 計算所需電伴熱帶的總長度L
用Q值來選擇合適規(guī)格的電伴熱帶,,并確定每米管道所用電伴熱帶的長度和敷設方法。
8.3.1 管道部分用電伴熱帶長度Lg
1) 每米管道應敷設電伴熱帶的長度Lg為:
Lg=Q/QM m/m ……………………………………………(5)
式中,,QM為某一規(guī)格電伴熱帶在維持溫度TV時的輸出功率(W/m)。
2) Lg小于1時,每米管道采用的電伴熱帶小于1m無法敷設,,所以Lg不能小于1,。
3) Lg等于1時,則每米管道采用1 m該規(guī)格的電伴熱帶,,單根直線敷設,。
4) Lg等于n時(n為整數(shù)),則每米管道采用n根這種規(guī)格的電伴熱帶,,n根直線敷設,。
5) Lg大于1且不等于n ,可采用螺旋卷繞敷設,,節(jié)距為LS(m)
LS=π(D+d)/(Lg2-1)0.5 m ………………………(6)
D為管道外徑(m),;d為電伴熱帶厚度(m)
6) 管道部分用電伴熱帶長度,為:
L1=管道總長度×Lg m ………………………………(7)
8.3.2 平面部分用電伴熱帶長度L2
1) 每平方米表面應敷設電伴熱帶長度為:
Lp=(Qp×Kc)/ QM m/㎡
2) Lp≥3,,即每㎡面積須敷設不短于3 m長度的電伴熱帶,。
3) 平面部分用電伴熱帶長度為:
L2=S×Lp m…………………………………………………(8)
S為散熱平面面積(m2)。當管徑大于600mm時可當作平面容器處理,。
北京中海華光伴熱電纜,、恒功率電伴熱帶單位的發(fā)熱量恒定,使用的電熱帶越長,,輸出的總功率越大,,電熱帶在現(xiàn)場金額按照實際需要的長度熱議剪接,但zui少不得少于3米,。由于電熱帶具有柔軟性,,可以方便的緊貼被伴熱管道表面敷設。電伴熱帶外層有銅絲屏蔽編織層,,不僅具有熱傳和散熱作用,,能提高電熱帶的整體抗拉強度,同時還能作為安全接地線使用,。
詳細介紹
北京中海華光溫伴熱電纜,、控電伴熱帶又稱自調(diào)控電伴或自限溫電熱帶。它是一種電熱功率隨系統(tǒng)溫度自調(diào)的帶狀限溫伴熱帶,。即電伴熱帶本身具有自動限溫,,并隨著被加熱體系的溫度變化能自動調(diào)整發(fā)熱功率的功能,以保證工作體系始終穩(wěn)定在設定的*操作溫區(qū)正常運行,。
1,、工作特點:加熱時能夠自動限定電伴熱帶的工作溫度, 能隨被加熱體系的溫度變化自動調(diào)整輸出功率而無需外加設備,,電伴熱帶可以任意裁短或在一定范圍內(nèi)接長使用,,而上述性能不變,。允許交叉重疊纏繞敷設而無過熱及燒毀之憂,。
2 、工作優(yōu)點:溫控電伴熱帶在用于防凍和保溫時,具有如下優(yōu)點:伴熱管線溫度均勻,,不會過熱,,安全可靠,,節(jié)約電能,,間歇操作時,升溫啟動快速,,安裝及運行費用低,,安裝使用維護簡便,便于自動化管理,,無環(huán)境污染,。
3 、PTC工作原理:PTC效應及PTC材料,,PTC效應即正溫度系數(shù)效應,是特指材料電阻率隨著溫度升高而增大,,并在一定溫度區(qū)間電阻率急劇增大的特性。具有PTC效應的材料稱為PTC材料,,本電伴熱帶的高分子PTC材料是半晶 高聚物與炭黑的共混物,。
4、工作原理:溫控電伴熱帶的電熱元件,,是在兩根平行金屬母線之間均勻的擠包一層PTC材料制成的芯帶,。PTC材料經(jīng)熔融擠出、冷卻定型之后,,分散其中的炭微粒形成無數(shù)纖細的導電炭網(wǎng)絡,。當它們跨接在兩根平行母線上時,就構成芯帶的PTC并聯(lián)回路,。電伴熱帶一端的兩根母線與電源接通時,,電流從一根母線橫向流過PTC材料層到達另一根母線形成并聯(lián)回路。PTC層就是連續(xù)并聯(lián)在母線之間的電阻發(fā)熱體,,將電能轉化成熱能,,對操作系統(tǒng)進行伴熱保溫。當芯帶溫度升到相應的高阻區(qū)時,,電阻大到幾乎阻斷電流的程度,,芯帶的溫度將達到高限不再升高(即自動限溫)。與此同時,,芯帶通過護套向溫度較低的被加熱體系傳熱,,達到穩(wěn)態(tài)時單位時間傳遞的熱量等于電伴熱帶的電功率。電伴熱帶的輸出功率主要受控于傳熱過程以及被加熱體系的溫度,。
5,、電伴熱帶工作性能:1功率自調(diào)性能電伴熱帶的電熱功率是隨溫度升高而自動減少,,或隨溫度降低而自動增大。2 自限溫性能電伴熱帶通電發(fā)熱時溫度升高,、電阻增大,,當電阻達到極大時,電熱功率就趨于極小,,溫度便升到了高限,這就是電伴熱帶的自限溫特性,。限溫伴熱是指電伴熱帶能在溫度高限以下某溫區(qū)進行伴熱的過程,。3 PTC記憶性能電伴熱帶的電阻隨著溫度升高而增大,在降溫時若電阻能沿著原升溫路線返回原來的起點,,便是具有PTC記憶性能,。具有記憶性能的電伴熱帶才能長期反復使用。
4 溫度均勻性能溫控電伴熱帶的芯帶是由大量的纖細導電網(wǎng)絡形成的PTC并聯(lián)單元組成,。當伴熱管道任何區(qū)段出現(xiàn)料溫及能耗波動時,,所在部位的各個PTC元都能直接感溫并獨立做出響應。即時朝著消除波動的方向自動調(diào)整各自的輸出功率,,溫度低了功率調(diào)大,,溫度高了功率調(diào)小,并按溫度波動的幅度大小,,給出功率調(diào)幅的大小,,以維持整個系統(tǒng)各區(qū)段的運行溫度均勻穩(wěn)定。這是一種微區(qū)跟蹤,,全線同步,,全自動的伴熱保溫過程。
6,、主要參數(shù)定義: 標稱功率
標稱功率是指在額定工作電壓下,、在一定保溫層內(nèi)以電伴熱帶伴熱的管道溫度為10℃時,每米溫控電伴熱帶輸出的穩(wěn)態(tài)電功率,。溫控指數(shù)溫控指數(shù)是指溫度每升高1℃時,,電伴熱帶輸出功率的下降值,或溫度每降低1℃時,,電伴熱帶輸出功率的增加值(一般給出zui低值),。zui高維持溫度
在用一定型號的電伴熱帶伴熱某一體系時,能使體系維持到的zui高溫度稱為該種型號電伴熱帶的zui高維持溫度,。維持溫度是一個相對參數(shù),,它與保溫體系的熱損失大小有關,與電伴熱帶的zui高表面溫度有關,。在使用中如設計得當,,可以使體系溫度維持在從zui高維持溫度到環(huán)境溫度之間的任何溫度,。zui高曝露溫度曝露溫度是指外部熱源施加在電伴熱帶上的溫度。曝露溫度高于一定溫度后,,將開始損壞電伴熱帶的電熱性能,。這個溫度是溫控電伴熱帶所能承受的zui高溫度,稱為zui高曝露溫度,。zui高表面溫度
指在良好的隔熱條件下,、在額定電壓下工作的電伴熱帶表面所能達到的zui高電熱溫度。這一參數(shù)對有易燃物料和易爆氣氛的場合是重要的,。zui大使用長度在單一電源的額定工作電壓下,,北京中海華光電伴熱帶有允許使用的zui大長度限制,這個長度為zui大使用長度,。zui大使用長度與額定電壓,、功率、規(guī)格及環(huán)境溫度有關,。如果使用需要超過zui大使用長度,,應當另接電源。
7,、 產(chǎn)品型號及結構: 產(chǎn)品型號規(guī)格表示方法
產(chǎn)品型號,、規(guī)格表示方法如下所示:結構型式、額定電壓,、產(chǎn)品代號,、溫度等級、標稱功率從左向右
1)標稱功率:例如“10”表示標稱功率為10Wm-1,。
2) 溫度等級:D表示低溫,;Z表示中溫。
3) 產(chǎn)品代號:WL表示溫控型電伴熱帶,。
4)額定電壓:“1”表示110V,;“2”表示220V;“3”表示380V,。
5)結構型式:“J”表示基本型,、“P”表示屏蔽型、“F”表示防護型,。
示例:10DWK2-F
表示:防護型低溫溫控電伴熱帶(如圖1所示結構),,標稱功率10Wm-1,額定電壓220V,。
4.2 產(chǎn)品型號規(guī)格
產(chǎn)品型號規(guī)格見表1
表1 產(chǎn)品型號規(guī)格(220V)
項 目 基本型 屏蔽型 防護型 標稱功率W/m
低溫系列 DWL-J DWL-P DWL-F 10,、25、35、45
中溫系列 ZWL-J ZWL-P ZWL-F 30,、40,、50、60
4.3 產(chǎn)品結構
(1) 導體(鍍錫銅線1.0,、1.5,、2.5mm2)
(2) PTC芯帶
(3) 改性聚烯烴絕緣層
(4) 鍍錫銅絲編織屏蔽層
(5) 改性聚烯烴或氟碳樹脂護套層
5 主要性能參數(shù)
5.1 低溫系列性能參數(shù)
— 標準顏色:黑色
— 溫度范圍:zui高維持溫度65℃
zui高曝露溫度85℃
zui高表面溫度85℃
— 施工溫度:zui低-60℃
— 熱穩(wěn)定性:由10℃至99℃間來回循環(huán) 300次后,電伴熱帶發(fā)熱量維持在90% 以上,。
— 彎曲半徑:20℃室溫時,,為25.4mm,-30℃低溫時,,為35mm,。
— 絕緣電阻:電伴熱帶長度100m,環(huán)境溫度75℃時,,絕緣電阻zui小值為20MΩ。
5.2 DWL電伴熱帶功率—溫度工作曲線圖(電源220Vac),,
5.3 中溫系列性能參數(shù)
— 標準顏色:褐色
— 溫度范圍:zui高維持溫度105℃
zui高曝露溫度135℃
zui高表面溫度135℃
— 施工溫度:zui低-30℃
— 熱穩(wěn)定性:由10℃至149℃間來回循環(huán)300次后,,電伴熱帶發(fā)熱量維持在90%以上
— 彎曲半徑:20℃室溫時,為25.4mm,,-30℃低溫時為35mm,。
— 絕緣電阻:電伴熱帶長度100m,環(huán)境溫度75℃時,絕緣電阻zui小值為20 MΩ,。
5.4 ZWL電伴熱帶功率—溫度工作曲線圖(電源220Vac),,見圖2
5.5 熔斷器選型與單一電源zui大使用長度見表2
表2 熔斷器選型與zui大使用長度
北京中海華光電伴熱帶型號規(guī)格 起動溫度℃ 熔 斷 器
10A 20A 30A 40A
單一電源zui大使用長度(m)
15DWL2-J -20-100+10
25DWL2-J -20-100+10
35DWL2-J -20-100+10
40ZWL2-J -20-100+10
50ZWL2-J -20-100+10
60ZWL2-J -20-100+10
6 用途
— 需要防凍、融冰,、化雪及防凝結的部位或場所,。
— 易液化、固化,、易結晶及粘稠液體的管道,、閥門、泵,、容器,、槽、罐,、反應器等的伴熱保溫,、降粘及防堵。如煤氣,、氯氣,、原油、重油,、食用油及水管等,,特別是當上述管道間歇操作而無法*排空時,。
— 測量儀表的支管,因其較細而物料又不流動,。
— 無需恒溫的儀表,、元件以及功率不大的限溫加熱。
— 農(nóng)副產(chǎn)品加工以及其他用途,,如發(fā)酵,、孵化、養(yǎng)殖等,。
7 使用注意事項
— 運輸,、儲存、安裝及使用中要避免碾壓,、撞擊,、反復彎折以及有機溶劑或油污的侵入。
— 電伴熱帶一端接入電源,,另一端的線芯不得短路或與導電物質(zhì)接觸,,必須用配套的封頭嚴密套封。在需要防爆的場合應使用配套的防爆接線盒,。護套不得損壞,,芯帶不得裸露。
— 電伴熱帶的輸出功率與伴熱系統(tǒng)的諸多因素相關,,使用電伴熱帶時須進行熱工設計,,方能達到*運行效果。
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