1. электрооборудование печей сопротивления в курсе «Электротехнологические установки»

Рис. 1.3. Коаксиальный электронагреватель

жүктеу/скачать 1,19 Mb.

бет	3/13
Дата	23.09.2024
өлшемі	1,19 Mb.
	#204953
түрі	Лабораторная работа

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 13

Байланысты:
Лабораторная работа 1

Рис. 1.4. Трубчатый электронагреватель
Рис. 1.5. Конструкция нагревательных элементов

Рис. 1.3. Коаксиальный электронагреватель:
1 – стержень; 2 – труба; 3 – уплотнитель; 4 – клеммы для подсоединения к электрической сети;
5 – герметичная пробка из изоляционного материала; 6 – сварное соединение проводников

Рис. 1.4. Трубчатый электронагреватель:
1 – контактный стержень; 2 – нагревательная спираль; 3 – оболочка; 4 – наполнитель;
5 – герметичная пробка; 6 – контактная гайка

Температура на оболочке ТЭН (в зависимости от материала оболочки) не должна превышать 200-700 °C.
В среднетемпературных печах нагревательные элементы с целью улучшения теплоотдачи выполняются открытыми из голой (без изоляции) нихромовой (сплавы никеля, хрома, железа) или фехралевой (сплавы железа, хрома, алюминия) ленты или проволоки.
Конструктивно открытые нагреватели изготавливаются в виде спирали или ленты (рис. 1.5) и размещаются на внутренней поверхности рабочей камеры печи (см. рис.1.1, рис. 1.2).

Рис. 1.5. Конструкция нагревательных элементов:
а – проволочная спираль (α_эф = 0,32);
б – проволочный (α_эф = 0,68) и ленточный зигзаг (α_эф = 0,4)

В высокотемпературных печах нагревательные элементы выполняются в виде стержней из карборунда, молибдена, вольфрама и других материалов.

Основные характеристики материалов приведены далее (см. табл. 1.6).

1.3. Принцип действия печей сопротивления

Принцип действия нагревателей ЭПС основан на явлении нагрева проводника, включенного в электрическую цепь. При прохождении электрического тока через нагреватель происходит преобразование электрической энергии в тепловую энергию W_Q, количество которой определяется в соответствии с законом Джоуля-Ленца:

(1.1)

где I – сила тока, протекающего через нагреватель, А; R – активное сопротивление нагревателя, Ом; U_нэ – напряжение, приложенное к нагревателю, В;
t – время прохождения тока, с.
Тепловая энергия с поверхности нагревателя передаётся нагреваемому изделию посредством излучения и конвекции. Мощность, выделяющаяся с единицы поверхности нагревателя, получила название удельной поверхностной мощности нагревателя. Чем выше удельная поверхностная мощность нагревателя, тем выше температура его поверхности. Таким образом, величина удельной поверхностной мощности определяет температуру его поверхности.
Для вычисления удельной поверхностной мощности реального нагревателя вводится понятие идеального нагревателя. Идеальным называют такой нагреватель, который образует с изделием две параллельные бесконечные плоскости при условии, что теплопередача осуществляется только одним способом теплопередачи – за счёт теплового излучения, и тепловые потери равны нулю.
Для идеального нагревателя удельная поверхностная мощность находится по закону Стефана-Больцмана:

(1.2)

где T_н, T_изд – соответственно температура нагревателя и изделия, К; С_пр– приведённый коэффициент излучения изделия, Вт/(м²К⁴):

(1.3)

где , – коэффициенты теплового излучения материала нагревателя и изделия.
На основе выражения (1.2) построены зависимости удельной поверхностной мощности идеального нагревателя ω_ид от температуры изделия и нагревателя, при С_пр = 3,85 Вт/(м²К⁴), при ε_н= ε_изд= 0,8 (рис. 1.6). В случае отличия значений ε от 0,8 величину удельной поверхностной мощности умножают на поправочный коэффициент α_с = 0,26_.^._.C_пр, где C_пр – реальное значение приведенного коэффициента излучения изделия, рассчитанного по формуле (1.3) на основе фактических значений коэффициента теплового излучения окисленных поверхностей материалов (алюминий – 0,3; медь – 0,7; латунь – 0,6; сталь – 0,8; чугун – 0,81; нихром – 0,8).

жүктеу/скачать 1,19 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 13