1.8. Электрический расчет печного сопротивления

В результате электрического расчета должны быть определены параметры нагревательного элемента. Электрический расчет ведут в следующей последовательности:

1. Считают, что тепло от нагревателя к изделиям передается лучеиспусканием, т.е. в основе расчета лежит закон Стефана- Больцмана Е=G’I”.

2. Считают, что нагреватель в виде сплошного листа охватывает изделие со всех сторон и тепловые потери отсутствуют. Пользуясь действием лучеиспускания для такого идеального нагревания, находят удельную мощность по функции:

ω ид=3.84∙, Вт/

здесь ω ид- удельная поверхностная мощность сусального нагревания,

Тн- абсолютная температуре нагревания,

Тизд- абсолютная температура нагреваемого изделия,

3,84∙- коэффициент для получения удельной поверхностной мощности в Вт/.

Для реального нагревания удельная поверхностная мощность будет меньше, и она вычисляется по формулам:

,

Cэф - коэффициент эффективности нагревания зависящий от его материала и конструкции С эф=0,3÷0,8.

Определим номинальную мощность, отдаваемую нагреваемым изделием:

Рном=ω∙F

Где F- площадь поверхности нагревателя.

Считая, что нагреватель при прохождении тока выделяет мощность равную Р=IU и приравнять Рном=Р и после исходных преобразований получим :

Рном = Р =, где

- приложенное напряжение

-сечение нагревательного элемента

ρ-удельное сопротивление

-длина нагревательного элемента

1.9. Измерение температуры в печах.

Для соблюдения необходимого температурного режима в печах производят измерение температур. С этой целью используются:

1. Ртутные термометры (240÷600)°С.

2. Термометры сопротивления, предел измерения до 600°С.

3. Термоэлектрические термометры , до 2500°С.

4. Пирометры излучения, до 4000°С.

Тема №2

1. Индукционные печи.

Они работают на принципе электромагнитной индукции. Нагрев осуществляется за счет вихревых токов индуктируемых в нагревательном изделии:

q= -e=

Для трансформатора индуктируемая электродвижущая сила Е=4,44ωfФm.

Индукционные печи бывают 2 типов:

1. Индукционные канальные печи (печи со стальным сердечником)

2. Индукционные тигельные печи.

Достоинствами индукционных печей являются:

1. Простота конструкции.

2. Малый угар металлов.

3. Сравнительно малый удельный расход электрической энергии.

Применяются для плавки цветных металлов и сплавов для получения легированных сталей, а также для термообработки различных деталей и изделий.

1. Индукционные канальные печи.

1,2 – печной трансформатор

3- канал печи

4- жидкий металл.

Печь со стальным сердечником представляет собой устройство, напоминающее двухобмоточный трансформатор в котором роль второй обмотки выполняет замкнутый круговой канал из жидкого металла. Эти печи используются в основном для плавки металлов со сравнительно невысокой температурой плавления. Недостатки печей:

1. Необходимость оставления части металла «болота» при сливе.

2. Сложность перехода к плаке других металлов.

3. Малая стойкость и сложность изготовления футеровки.

Применяются для выплавки меди, латуни, цинка, алюминия.

2. Тигельные индукционные печи.

1. индуктор

2. тигель

3. жидкий металл.

Нагрев и расплавление металлической шихты происходит за счет наведения в металле ЭДС и возникновения за счет этого токов. По частоте питающего тока тигельные печи делятся на:

1. печи промышленной частоты 50Гц.

2. печи повышенной частоты 500÷400Гц.

3. печи высокой частоты 50÷1000кГц.

Источниками питания печей повышенной частоты являются электромашинные генераторы. Для питания печей высокой частоты применяются ламповые генераторы и тиристорные преобразователи частоты (инверторы).

Эти печи применяются для выплавки высококачественных сталей и сплавов с добавлением Ni, Mg, Cu, Al.

Достоинства:

1. легкость получения высоких температур.

2. получение химически чистых сплавов.

3. Интенсивное перемешивание сплавов электромагнитными силами.

4. Малая окисляемость, малый угар компонентов сплава

5. Возможность проведения плавки в вакууме или среде инертных газов.

6. Простота конструкции.

7. Высокая производительность.

Недостатки:

1. Сложные источники питания печей повышен6ной и высокой частоты.

2. Низкий КПД 0,4÷0,7.

3. Высокая стоимость.

2. Схема питания индукционных печей.

ТТ1,ТТ2- токов трансформаторы.

С1,С2,С3- батарея конденсаторов (для компенсации).

ИП - индукционная печь.

ТП - печной трансформатор (понижающий).

После питания канальных печей со вторичной обмотки трансформатора снимается напряжение 220,380,500 В промышленной частоты. Печи могут быть с одно- или трехфазной схемой питания. Печи малой мощности подключаются непосредственно к сети 38/0В. Схема питания тигельных печей промышленной частоты аналогична.

Схема питания индукционных печей повышенной частоты:

Индукционные тигельные печи применяются для плавки небольших количеств металлов и сплавов на мощности 25,60Квт с емкостью тигеля 25,50кг.