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三相交流电热元件瞬时发热率的特点

    由于环境保护日益受到重视,城市中大量的小型燃煤锅炉正在被逐步淘汰。具有无污染、可靠性高、安全性好、运行维护简单、自动化程度高、占地小等优点的电热锅炉正在被普遍采用。但运行中,其电热元件会因过热损坏。文章从瞬时发热率概念出发,进行了传热论述。由于电锅炉为正弦交流供电,交流电流表和电压表均按有效值刻度,电热元件的设计和使用按电流有效值和电压有效值进行,其额定功率指的是平均功率。在额定工况或稳定工况运行时,此平均功率为常数,是传统电热元件传热计算的出发点。但这种模型并不准确。这是由于,在交流电源作用下,电热元件的端电压和通过的电流实际上是随时间而变化的,瞬时电功率及其转换的瞬时热流量也是随时间而变化的。所以,电热元件的传热模型应以随时间而变化的瞬时发热率为基础。从此概念出发,首先论述了三相交流电热元件瞬时发热率的特点—各相瞬时发热率之和为常数。然后指出,三相交流电热元件在单相和两相运行时,其瞬时发热率是随时间而变化的。文章对后者建立和求解了导热微分方程,得出了新的壳温计算公式,供工程设计使用和运行分析参考。三相电热元件的正常运行分别论述电热锅炉电热元件在单相、两相和三相运行时的瞬时发热率、平均发热率和壳温计算。特别指出,电热元件每一相电热丝的瞬时发热率是随时间而变化的周期函数,但三相瞬时发热率之和是一常数。此结论简化了正常三相运行时的传热分析和计算。

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