Обеспечение работы линии нагрева воздуха с заданной температурой.

Добрый день.

Чукча совсем плохо в АСУ, поэтому надеюсь на Вашу помощь.
Задача следующая:
В ходе проработки экспериментального стенда в одном из столичных ВУЗов требуется решить задачу нагрева (до 250 С) потока воздуха (скорость потока до 60 м/с, расход около 0.5 кг/с).
Нагрев решено производить последовательностью ТЭНов (общее кол-во 48 шт., 2,5 кВт каждый, питание 220 В.)

Для удобства регулирования ТЭН были объединены в блоки по 5 шт (один блок 8).
Нужно обеспечить возможность регулировки температуры воздуха на выходе путем поочередного ввода блоков ТЭН в работу, и плавным регулированием нагрузки последнего введенного блока.
Насколько я понял, изучая данный форум и сторонние источники, плавную регулировку нагрузки ТЭН можно обеспечить путем использования твердотельного резистора и измерителя-регулятора.
На условной схеме в приложении к посту я постарался отобразить, что имею в виду.

Оборудование мной было подобрано следующее:
В качестве ТТР для блоков из 5 ТЭН - ТТР HD-8025.LA + радиатор РТР052.
В качестве автомата для блоков из 5 ТЭН 2-полюсной автомат на 80А.
В качестве измерителя регулятора - ТРМ148.И

Для блока из 8ми ТЭН я предполагаю простое ручное включение / выключение автомата: 2P на 125А.

Для установки регулирующего оборудования, возможно может потребоваться охлаждаемый шкаф.

Вопрос вообщем следующий - верно ли подобрано друг к другу оборудование и сможет ли оно обеспечить достижение требуемой цели.
Спасибо!

Вешать такую нагрузку на однофазную сеть - это ужас.

Космическая скорость :confused: V=60*3600=206000м/час =206км\час .Чтобы нагреть воздух с такой скоросью ,вам нужны сотни метров нагревателей (по интуиции) ,это же не жидкость ,у воздуха плохая теплопроводность ....А вообще нужен расчет мощности ,может и не хватить 100квт .По одной вазе ни как не получите такую мощность ...500А по одному проводу это перебор(провод с кулак 100квадратов) ,что за бредовая задача ???

Ну почему.
Удельная теплоемкость воздуха ~1кДж/кг*К. Т.е. 0,5 кг/с от 20 до 250°С ~120кВт.
120кВт по одной фазе это бред, по 3 - вполне нормально.

Но или в ВУЗе все крайне.... запущено или... студент такой.
Что за ВУЗ и что за задача?

И что до такой скорости разгонит воздух (60м\cек) ???В вузе навряд ли найдется такая моща ,да же по 3 фазам ....

Касательно скорости - вероятно, я был некорректен немного, такая скорость достигается в сопле на выходе из нагревательной линии. В данном случае объективной характеристикой потока является все-таки расход.
По поводу хватит/ не хватит 100кВт - хватит, расчет проведен =)

Цитата:

---

Сообщение от rovki

И что до такой скорости разгонит воздух (60м\cек) ???В вузе навряд ли найдется такая моща ,да же по 3 фазам ....

---

Я аэродинамику изучал весьма поверхностно, в курсе технологии конструирования РЭА, но кто мешает нагреть воздух на широком сечении, при скорости в метры в сек (стандартных для вентиляции) и пропустить через сопло с уменьшенным сечением.

P.S. Один коллега выпускник МАИ, рассказывал, что в этом ВУЗе были лабораторные сверхзвуковые аэродинамические трубы, на неск. сек. работы. См. сопло Лаваля

Ну и я бы рекомендовал каскадное управление ТЭНами с контакторами по всем ступеням, кроме последней.
Динамика какая? .

Именно так там все и происходит, Вы абсолютно правы. На участке нагрева гидравлический диаметр значительно больше, чем в том месте где 60 м/с. Я абсолютно некорректно указал скорости в шапке.

Динамика какая? Это постоянная работа или кратковременная?

Промышленная воздуходувка. У ВУЗа она есть, и замечательно выполняет свои функции. Только теперь потребовался нагрев воздуха на испытательном участке =)

Эксперимент серийного характера, но кратковременный. Время работы ТЭНов в одном включении будет не более 10 минут.
По поводу динамики - не совсем понял, что Вы имеете ввиду. Сам эксперимент - направлен на исследование стационарного теплообмена, но вряд ли это имеет отношение к теме.

Я наоборот неплохо знаю аэродинамику и теплообмен, но вот с электрической частью - я полный профан, и сталкиваюсь впервые.
Давайте тогда абстрагируемся от 220В. Пусть 380В. Помогите пожалуйста подобрать комплектующие, чтобы реализовать это в трехфазной сети.

Я бы три таких ТТР применил и Пид-регулятор с ШИМ, например "500" серии, в качестве датчика термосопротивление: http://www.owen.ru/catalog/seriya_sb...omish/opisanie


Вложение 37738


Нагрузку в три группы по 16 ТЭН, желательно на разные фазы, иначе лабуда получится и один автомат на 250А!
http://www.owen.ru/catalog/termoregu...rm500/opisanie

Хотел добавить, что для построения оптимальной системы Вы не предоставили достаточно информации! Может у вас весь поступающий воздух будет нагреваться на 250 градусов, может воздух будет по кругу гонять, короче, желательно определить минимальную нагрузку и включить постоянно часть Тэнов обеспечивающих температуру немного ниже уставки, остальное "добирать" за счёт остальных ТЭНов управляемых ПИД-регулятором!
С учётом выше сказанного, если нагрузка не сильно меняется, можно применить такое трёхполюсное ТТР:


Вложение 37739

С нагрузкой по 6-8 Тэнов в каждой фазе, остальные ТЭНы постоянно включить через пускатель или ТТР, если не жалко, также равномерно распределив по фазам!

Вам что то типа такого http://kubankipservice.pro/yelektrik...tacii-cka.html

Спасибо! Попробую завтра разобраться и запросить у них КП. Интересно, сколько может стоить такая штука =)

Спасибо большое! Попробую завтра нарисовать схему новую, и отпишусь здесь.
Да, боюсь что какие-то вводные данные мог упустить =(
Воздух будет забираться воздуходувкой с улицы, и выбрасываться так же на улицу, циркуляцию будет сложно обеспечить т.к. редкие дутьевые машины способны работать с высокотемпературной средой на таких расходах =(
Честно говоря думал о том, как Вы и предложили, чтобы большая часть ТЭНов была тупа на автомате, а 5-6 на регулировании, это наверное сильно бы упростило всю задачу, но тут проблема - что очень может быть, что в частных случаях нагрев может понадобиться например в половину от возможного температурного диапазона или еще меньше.

Проще может регулировать скорость потока (вентилятор) ?

Регулировать расход за счет вращения воздуходувки скорее всего потребуется тоже, в таком случае температура увеличится (G1 > G2 и t1 < t2), или можно устроить сброс воздуха в атмосферу после нагревателей задвижкой (t1=t2 и G1 > G2), но вот задачу c G1=G2 и t1>t2 можно, как мне кажется, устроить только за счет снижения мощности ТЭН =( и очень важно чтобы мы могли достичь 250 С при 0,5 кг/с.

Цитата:

---

Сообщение от Genosse

Спасибо большое! Попробую завтра нарисовать схему новую, и отпишусь здесь.
Да, боюсь что какие-то вводные данные мог упустить =(
Воздух будет забираться воздуходувкой с улицы, и выбрасываться так же на улицу, циркуляцию будет сложно обеспечить т.к. редкие дутьевые машины способны работать с высокотемпературной средой на таких расходах =(
Честно говоря думал о том, как Вы и предложили, чтобы большая часть ТЭНов была тупа на автомате, а 5-6 на регулировании, это наверное сильно бы упростило всю задачу, но тут проблема - что очень может быть, что в частных случаях нагрев может понадобиться например в половину от возможного температурного диапазона или еще меньше.

---

Я здесь проблем не вижу: разделить нагрузку пополам, две группы по 8 Тэнов на фазу, если требуется мощность менее половины номинальной, не включать второю группу(обычно постоянно включённая), через пускатель или ТТР! Просто через автоматический выключатель, ну как бы помягче сказать, обычно так не делается!

Добрый день,
Попробовал на основе Вашего предложения прикинуть новую схему и список оборудования. Вышло что-то вроде этого.
Вложение 37743
Вложение 37744
Подскажите, насколько теперь работоспособна эта схема? =)

И еще вопрос один, заключается в следующем:
Может ли ТРМ500 поочередно загружать ТТР с ТЭНами, т.е. пока один блок не будет загружен полностью остальные будут в простое, или можно только одновременно на всех подключенных ТТР с ТЭН регулировать нагрузку?

Цитата:

---

Сообщение от Genosse

Добрый день,
Попробовал на основе Вашего предложения прикинуть новую схему и список оборудования. Вышло что-то вроде этого.
Вложение 37743
Вложение 37744
Подскажите, насколько теперь работоспособна эта схема? =)

И еще вопрос один, заключается в следующем:
Может ли ТРМ500 поочередно загружать ТТР с ТЭНами, т.е. пока один блок не будет загружен полностью остальные будут в простое, или можно только одновременно на всех подключенных ТТР с ТЭН регулировать нагрузку?

---

У ТРМ500 один выход для ТТР и регулировка происходит одновременно во всех фазах(полюсах) и если три однополюсных ставить уточните у производителя, потянет ли один выход три ТТР.
Чтобы не рисковать, можно трёхфазное(полюсное) поставить на такой же ток, три в одном получится!
http://www.owen.ru/catalog/serii_ht_...ruzki/opisanie

Вложение 37780