2.4.5 Електричний розрахунок печі опору

Основна задача електричного розрахунку печі опору - визначення

кількості і розмірів електронагрівників а також розміщення розрахованих нагрівників у камері печі. Вихідними даними для розрахунку є потужність печі, напруга, матеріал і температура виробу, габарити робочої камери і атмосфера у печі.

В електропечах опору тепло P_id нагрівних елементів до виробів

передається, зазвичай, тепловим випромінюванням (конвекція майже

відсутня). На підставі рівняння променевого теплообміну питома поверхнева потужність ідеального нагрівника (на 1м² його поверхні

S):

входять також насос, джерело живлення, баки для зберігання і

c_÷

(( T_í ) ⁴ - ( ^âèð ) ⁴ ), T

приготування електроліту і пристрій для його очистки.

Джерелами живлення для анодно-гідравлічної розмірної

P_³ä

1 11 100

100

обробки є напівпровідникові випрямлячі напруги постійного

_í

 _âèð

струму від 3 до 12 В або від 9 до 24 В. Максимальний робочий струм досягає 30000 А.

4.2.2 Анодно-механічив розмірна обробка

В процесі анодно-механічної обробки металів видалення з

поверхні анода плівки продуктів розчинення здійснюють

106

де Т_н, Т_вир ‒ абсолютні температури нагрівника і виробу;

e_н, e_вир ‒ відносні коефіцієнти випромінювання нагрівника та

виробу;

С_ч‒ коефіцієнт випромінювання абсолютно чорного тіла..

У практичних розрахунках Р_ід визначали за спеціальними

кривими (рис. 2.14). Тепер набагато точніше це можна зробити за

формулою для P_iд

37

В процесі руху електроліту в міжелектродному просторі

можна не тільки видаляти утворені гідроокиси, але і виконувати обробку за підвищених густин струму (до сотень А/см²), якщо забезпечити інтенсивне охолодження електроліту, що нагрівається великими струмами..

Кількість металу, що знімають з аноду у процесі обробки,

визначають за законом Фарадея:

m = k·I·t,

Рисунок2.14 - Графіки залежності питомої поверхневої

потужності абсолютно чорного ідеального нагрівника від

температури виробу і температури нагрівника

Теплообмін у камері печі з реальними нагрівниками відрізняється від ідеального, оскільки не все тепло, що випромінюють нагрівальні елементи, потрапляє на виріб. Частина променів попадає на сусідні нагрівники і футеровання. Отже,

уводять коефіцієнт ефективності випромінювання нагрівника С_еф .

Тоді питома поверхнева потужність реального нагрівника:

де

де

k - електромеханічний еквівалент речовини, (г/Кд);

I - струм, що проходить через електроліт, (А);

t - час проходження струму, (с);

k A

vF

А - абсолютна маса, (г);

v - валентність (екв);

F - постійна Фарадея, ( Р=96485 Кл/г.екв).

Як було уже відмічено, велике значення

для

де С_еф = 0.3-0.8.

P C_еф P_ід ,

електрохімічної обробки має густина струму

j I , À/ ñì ²,

Визначення розмірів поперечного перерізу і довжини

S

,

нагрівника здійснюють на основі двох рівнянь, одне із яких

відображає умови теплообміну:

P_í P S_í ,

а друге - електричний зв'язок параметрів нагрівника:

де

I - струм, що проходить через електроліт, (А); S - площа електродів, (см²).

IU,

R_e

P_í

U _ô2

R_í



U _ô2

l

.

де

R_e - опір електроліту, (Ом):

R_e l

S

s

У цих рівняннях Р_н - потужність нагрівника на кожну вітку

де

l - віддаль між електродами, (см);

g - питома провідність електроліту, (сим/см).

однієї фази, Вт; U_ф - напруга на вітці фази нагрівника (відповідно Отже, густина струму, що протікає через електроліт:

38 105

процесу необхідно примусово видаляти з поверхні анода

продукти розчинення, щоб запобігти сповільнення процесу. Таке видалення може здійснюватись сильним струменем електроліту (анодно-гідравлічна розмірна обробка) або чисто механічним шляхом (анодно-механічна розмірна обробка, анодно-абразивна розмірна обробка).