ELCUT
Новый подход
к моделированию полей

Главная >> Применение >> Типовые примеры >>

Электронагрев трубопровода для транспортировки жидкости

обогрев трубопровода, подогрев трубопровода, тепловые потери нефтепровода

Транспортировка по трубопроводам жидкости с разной степенью вязкости требует больших энергозатрат. В современном мире широко применяются технологии, использующие электрическую энергию для нагрева жидкостей при транспортировке по трубопроводам.

Тип задачи
Плоско-параллельная мультифизичная задача магнитного поля переменных токов и теплопередачи.

Геометрия
Электронагрев трубопровода для транспортировки жидкости Определить требуемый ток для получения проектной мощности нагрева. Сравнить системы индуктивно-резистивного нагрева и индукционного нагрева. Труба Проводник Воздух Стенка обогреваемого трубопровода Утеплитель D32 мм 3мм 10мм²

Дано
Синусоидальный ток, частота f = 50 Гц.
Температура окружающего воздуха: -49°C, коэффициент конвекции 25 Вт/К-м.
Электропроводность стали: 6.5 МСм/м.
Относительная магнитная проницаемость стали μ=1000.
Проектируемая мощность нагрева: 2 х 30 Вт/м.

Задача:
Определить требуемый ток для получения проектной мощности нагрева. Сравнить системы индуктивно-резистивного нагрева и индукционного нагрева.

Решение
Величину тока подбираем вручную так, чтобы суммарная тепловая мощность в трубе и проводнике была равна проектной. Схему соединения труб и проводников задаем в электрической цепи. Расчеты делаем на 1 метр длины трубопровода.

Результат
Распределение плотности тока. Ток в индуктивно-резистивного системе нагрева (ИРСН) 88 А. Ток в индуктивной системе нагрева (ИСН) 71 А.
электронагрев трубопровода для транспортировки жидкости
Распределение температуры по сечению трубопровода. Средняя температура жидкости +15°C (малиновым цветом залита площадь интегрирования).
Распределение температуры по сечению трубопровода