電阻加熱爐電熱器件的智能選擇方法
2023-09-23 02:42:20 3
專利名稱：電阻加熱爐電熱器件的智能選擇方法
技術領域：
本發明涉及電阻加熱電爐的重要元件——電熱器件的選擇方法。
背景技術：
電熱元件(電阻絲、電阻帶或電阻棒)是電阻加熱爐重要的元件。在電爐設計製造工藝中佔有特別重要的地位，也是電爐行業工程技術人員經常遇到的問題。國內一般電爐企業在選擇電加熱元件時通常採用查閱資料的手算方式，然而手工計算費時繁瑣、易出錯，工作效率差。需要反覆推算和驗算，還需查閱大量資料，國外企業的電熱器件選擇方法常作為專有技術不公開或不能適應國內用戶使用。
發明內容
本發明目的是提供一種電阻加熱爐電熱器件的智能選擇方法，以獲得電熱器件的主要設計和製造參數，如電阻絲和電熱帶的尺寸參數、在最高工作溫度下的單位表面功率(瓦特/釐米2)等。
本發明的目的是這樣實現的電阻加熱爐電熱器件的智能選擇方法，根據電熱器件發熱功率等物理特性與溫度的關係建立公式模型電阻絲公式模型d=34.4Px2tUx2Wy3]]>d——電阻絲的直徑(毫米)；Px——電阻絲的相功率(千瓦)；ρ1——電阻絲在最高工作溫度下的電阻係數(歐姆·毫米2/米)；Ux——電阻絲的相電壓(伏特)；Wy——電阻絲在最高工作溫度下的單位表面功率(瓦特/釐米2)；或電阻帶公式模型a=105Px2t1.88m(m+1)Ux2Wy3]]>a——電阻帶的厚度(毫米)；Px——電阻帶的相功率(千瓦)；ρ1——電阻帶在最高工作溫度下的電阻係數(歐姆·毫米2/米)；m——電阻帶寬度與厚度的比值，一般取5～8；Ux——電阻帶的相電壓(伏特)；Wy——電阻帶在最高工作溫度下的單位表面功率(瓦特/釐米2)；在公式模型中，Px和Ux根據已知條件和接法經過程計算可得出，ρ1和Wy為由電阻絲(帶)材質和最高工作溫度決定的變值，因此建立相應的過程資料庫，根據選擇輸入的材料和已知的最高工作溫度及時調用。
ρ1和Wy值的得出分兩個過程，一是分別調用對應的電阻率和允許單位表面功率資料庫，二是採用線性差分法分別進行計算。
根據已知條件，包括電爐的單區功率、最高工作溫度、電壓、電熱材料的確定，將過程資料庫採用設置變量並調用的方法嵌插在程序中，可直接由指針引入計算，根據確定的三角接法或星形接法，經過程計算可得出Px、Ux、ρ1、Wy等公式模型計算必要的參數。本發明尤其是將過程資料庫的數據嵌插在運行程序中。本發明所調用的資料庫均為二維或三維資料庫。
在確定電阻絲、電阻帶材料的基礎上，決定電阻絲直徑或電阻帶的厚度。過程資料庫的嵌插和調用作為程序一部分。
本發明的特點是所調用的資料庫均為二維或三維資料庫，採用設置變量並調用嵌插在程序中，可直接由指針引入計算，程序調用準確、迅速，這種方法適合於變量少、要求準確的計算軟體。可以方便並準確得到電阻絲直徑、電阻帶厚度，此是計算和選擇的關鍵，其它參數的計算與輸出均以直徑、厚度為基礎導出。程序框圖中，過程資料庫的嵌插和調用作為程序一部分，整體性較強。
應用本發明方法後，設計人員工作效率和準確率明顯提高，原先在手工計算時電熱元件的設計和選型往往會花費很多時間，需要反覆推算和驗算，還需查閱大量資料，用本發明方法只需幾分鐘，而且準確性更高。
圖1為本發明電熱器件的智能選擇方法的程序框圖具體實施方式
電熱器件的選擇中一般均在必要的已知條件，如電爐的單區功率、最高工作溫度、電壓、電熱材料、線路接法等。本方法採用交互式多窗口人機操作方式，按照計算、選型順序設計成參數化軟體。將已知條件設為全局變量，修正數據設為局部變量，將資料庫嵌插在程序中，使軟體計算準確，調用迅速，本發明方法以VB為語言平臺開發成應用軟體，編譯成直接運行的可執行文件，無需安裝，使用靈活簡單。
根據電爐的最高工作溫度、功率、電壓、電熱材料、接法。
電爐的工作區域、最高工作溫度、功率、電壓、電熱材料、線路接法以選擇一臺三區、270KW、最高溫度為950℃的電爐為例在選擇中先確認聯接方式、爐子單區功率，最高工作溫度，供電線路電壓、電熱元件材料；輸入爐子的單區功率為90KW，最高工作溫度為950℃，連接方式選擇三角形，供電線路電壓為380V，電熱材料選擇0Cr25Al5，參數輸入完畢後按確定進行計算，進入修正窗口。
過程結果計算出電阻絲直徑為5.962687mm，實際規格取6mm。以此電阻絲直徑為標準參數，再次確認後進入結果窗口，此次智能選擇所確認的電熱器件參數為截面尺寸中直徑是6mm，每相長度為90.48782m，截面積為28.27431mm2，每相器件的重量為18.16521Kg，實際表面功率為1.758856W/cm2，取用表面功率為1.8W/cm2，冷態相電阻為4.480497Ω，熱態電阻為4.813334Ω，可以返回修改重新計算。
權利要求
1.電阻加熱爐電熱器件的智能選擇方法，其特徵是根據電熱器件發熱功率與溫度的關係建立公式模型電阻絲公式模型是d=34.43Px2tUx2Wy]]>d——電阻絲的直徑(毫米)；Px——電阻絲的相功率(千瓦)；ρt——電阻絲在最高工作溫度下的電阻係數(歐姆·毫米2/米)；Ux——電阻絲的相電壓(伏特)；Wy——電阻絲在最高工作溫度下的單位表面功率(瓦特/釐米2)；或電阻帶公式模型是a=105Px2t1.88m(m+1)Ux2Wy3]]>a——電阻帶的厚度(毫米)；Px——電阻帶的相功率(千瓦)；ρt——電阻帶在最高工作溫度下的電阻係數(歐姆·毫米2/米)；m——電阻帶寬度與厚度的比值，一般取5～8；Ux——電阻帶的相電壓(伏特)；Wy—電阻帶在最高工作溫度下的單位表面功率(瓦特/釐米2)；在公式模型中，Px和Ux根據已知條件和接法經過程計算可得出，ρt和Wy為由電阻絲材質和最高工作溫度決定的變值，因此建立相應的過程資料庫，根據選擇輸入的材料和已知的最高工作溫度及時調用。
2.由權利要求1所述的電阻加熱爐電熱器件的智能選擇方法，其特徵是ρt和Wy值的得出有兩個過程，一是分別調用對應的電阻率和允許單位表面功率資料庫，二是採用線性差分法分別進行計算。
3.由權利要求1所述的電阻加熱爐電熱器件的智能選擇方法，其特徵是根據已知條件，包括電爐的分區、單區功率、最高工作溫度、功率、電壓、電熱材料的確定，將過程資料庫採用設置變量並調用的方法嵌插在程序中，可直接由指針引入計算，根據確定的三角接法或星形接法，經過計算可得出Px、Ux、ρt、Wy等公式模型計算必要的參數。
4.由權利要求1所述的電阻加熱爐電熱器件的智能選擇方法，其特徵是將過程資料庫的數據嵌插在運行程序中，所調用的資料庫均為二維或三維資料庫。
5.由權利要求1所述的電阻加熱爐電熱器件的智能選擇方法，其特徵是在確定電阻絲電阻膜材料的基礎上，決定電阻絲直徑或電阻膜的面積，過程資料庫的嵌插和調用作為程序一部分。
6.由權利要求1所述的電阻加熱爐電熱器件的智能選擇方法，其特徵是輸出電阻絲或電阻帶的過程計算值，根據電熱元件的製造規格進行修正並輸入圓整值後，根據電路及幾何公式計算電熱元件的相關參數，輸出計算結果，取用實際表面功率，取用表面功率、冷態電阻、熱態電阻；當實際表面功率＜允許表面功率時完成程序，否則根據電熱元件的製造規格再進行修正並輸入大一號的圓整值。
全文摘要
電熱器件智能選擇方法，輸入單區功率、最高工作溫度、供電電壓等參數、確定星形或三角接法後，利用電路原理計算電阻絲或電阻帶的相電壓或相功率等參數。利用功率、電阻率允許單位表面功率為參數的線性方程進行計算。輸出電阻絲或電阻帶的過程計算值，根據電熱元件的製造規格進行修正並輸入圓整值，根據電路及幾何公式計算電熱元件的相關參數，輸出計算結果，包括電阻絲直徑或電阻帶厚度、截面積、重量、實際表面功率，取用表面功率、冷態電阻、熱態電阻。當實際表面功率＜允許表面功率時完成程序，否則根據電熱元件的製造規格再進行修正並輸入大一號的圓整值。
文檔編號G06F17/50GK1766890SQ200510040490
公開日2006年5月3日 申請日期2005年6月13日 優先權日2005年6月13日
發明者丁書平 申請人:南京長江電爐廠有限公司