Какав је однос између струје напона и излазне топлоте у ПТФЕ грејачима?

Уобичајена тема која се појављује током инсталације или решавања проблема у многим фабрикама је: „Зашто грејач на 230 волти производи приметно мање топлоте када је повезан на напајање од 208 волти?“ Такође, зашто грејач са већим електричним отпором шаље мање енергије када изгледа као друга јединица? Ова запажања често изазивају дубоку потребу да се схвати математичка међуоднос између напона, струје, отпора и топлотног излаза у ПТФЕ урањајућим грејачима.

Џулов закон и основне једначине које контролишу како да се утврди електрична снага садрже одговор. Ови електрични принципи директно утичу на то колико добро ПТФЕ грејачи раде у ситуацијама са корозивним хемикалијама.


Како Џоулов закон функционише у стварном животу
Први Џулов закон је да је топлота коју производи електрични проводник једнака квадрату струје пута отпора пута времена протока струје. У једноставним-применама за грејање у стабилном стању, ова идеја се може директно претворити у електричну снагу, која се мери у ватима.

Основни односи моћи су:

Напон (В) пута струја (И) је једнака снази (В).

Снага (В)=И² × Р

Снага (В)=В² / Отпор (Р)

Ове једначине дају различите погледе на исти физички свет. Када струја тече кроз отпорну жицу унутар хемијски отпорног омотача у ПТФЕ потопном грејачу, ствара отпорно грејање. Отпор претвара електричну енергију у топлотну енергију, што даје топлоту која је потребна.

Напон{0}}струјна веза и вредност отпора раде заједно да би се утврдило колико енергије се губи као топлота.

Зашто напон има квадратни ефекат на снагу
Џоулов закон има много битних ефеката, али један од најважнијих је да се снага мења са квадратом напона, док отпор остаје исти. Ово има велике ефекте у стварном свету.

Замислите грејач који ради са 230 волти. Ако је уместо тога прикључен на 208 волти, излазна снага се не смањује за исти износ као пад напона. Снага се, с друге стране, смањује за квадрат напонског односа:

(208/230)2≈0.82(208 / 230)^2 ≈ 0.82(208/230)2≈0.82

То значи да грејач даје само око 82% своје називне снаге, што је преко 20% мање топлоте него што би требало јер напон опада само за 10%.

Овај квадратни однос показује зашто мање промене напона напајања могу изазвати велике промене у производњи топлоте. Овај ефекат је веома важан у фабрикама где се напон може променити или где је опрема повезана са системима са нижим називним напоном.

Удео отпора у пројектовању грејача
Приликом израде ПТФЕ потопних грејача, произвођачи грејача пажљиво бирају отпор унутрашњег грејног елемента. Отпорна жица, која је обично направљена од никла и хрома, дизајнирана је да ради на одређеном напону и нивоу снаге.

На пример, ако је грејач оцењен на 3 кВ на 230 волти, можете користити следећу формулу да бисте пронашли његов отпор:

Р=В2 / ПР=В^2 / ПР=В2 / П

Стављајући у бројеве:

R = 2302/3000R = 230^2 / 3000R = 2302/3000

Овај отпор осигурава да када се примени 230 волти, струјни ток ствара тачно 3.000 вати топлоте.

Да је отпор већи, струја би опала и снага би опала. Да је отпор мањи, струја би порасла, а снага би порасла, што би могло значити да би ограничења густине у ватима која су безбедна била прекинута. Отпор није случајан; пажљиво је подешен на напон како би се осигурало да је конверзија снаге контролисана.

Омов закон каже да када напон остане исти, грејач са већим отпором увек користи мање електричне енергије јер струја опада (И=В/Р). Овај однос има директан утицај на количину топлоте која се производи.

Стварни{0}}ефекти на инсталацију
У стварном животу, номиналне перформансе ПТФЕ грејача зависе од бројних ствари.

Прво, напон који је потребан грејачу мора одговарати напону који је на натписној плочици. Типична грешка је мишљење да ће грејач радити пуном снагом без провере да ли напон који добије одговара ономе за шта је дизајниран. Грејач са напоном од 230 волти неће радити тако добро у згради која ради на 208 волти осим ако није посебно направљен за тај напон.

Друго, напон се мора пратити на терминалима грејача док је у употреби. У стварном животу, губици у линији, премали проводници, дуги каблови или кола која су превише пуна могу проузроковати велики пад напона пре него што стигне до грејача. Због односа напона на квадрат, чак и мали пад напона терминала може изазвати велики пад производње топлоте.

Треће, отпор се мало мења са температуром. Отпор грејног елемента расте како се загрева. Ово чини да струја мало пада док систем ради, што га одржава стабилним. Ова -функција самоограничавања помаже да се термичко понашање учини предвидљивим, али то треба узети у обзир при израчунавању снаге.

Решавање проблема са излазом топлоте
Пре него што претпоставите да постоје механички или процесни проблеми, проверите однос струје напона ако се чини да излаз топлоте није довољан.

Стварну снагу можете проверити мерењем напона напајања и радне струје и применом формуле:

Снага је једнака напону пута струји.

Ако је измерена снага мања од предвиђене, то може бити због:

Погрешан напон за напајање

Ожичење које испушта превише струје

Оцена грејача је погрешна за систем који је доступан.

Потешкоће у електричном повезивању које повећавају отпор на терминалима

Познавање Јоулеовог закона олакшава откривање шта није у реду. Снага ће много пасти ако је напон низак. Ако је отпор већи него што би требало да буде због оштећења или хабања унутар уређаја, струја ће пасти, а топлота ће такође пасти.

Основе електричне енергије као извора топлотне енергије
Џоулов закон и једноставно израчунавање електричне снаге објашњавају како су напон, струја, отпор и производња топлоте повезани у ПТФЕ урањајућим грејачима. Снага је иста као напон пута струја и напон на квадрат подељен отпором. Напон утиче на снагу на квадратни начин, па чак и мале промене у условима напајања могу имати велики утицај на то како грејање функционише.

Отпорни елементи су пажљиво направљени од стране произвођача да одају одређену количину топлоте при одређеним напонима. Да бисте добили номиналне перформансе, морате га правилно инсталирати, тачно проверити напон и знати о губицима у линији.

Када разумете основне концепте електричне енергије, можете прећи на следећи корак у процесу грејања: откривање како се топлота коју генерише отпорни елемент креће кроз ПТФЕ омотач у течност око њега да би температура била стабилна.