4.4.1.1 Очистка литва

Очистку литва від формівної землі здійснюють у воді і

повністю виключає породоутворення. При цьому методі відібрані для очистки відливки поміщують у бак. Після установки електродів відносно деталей останні очищуються від формі вної зе млі сері єю і мп ульсі в . Ви користан ня б а г а т о е л е к т р о д н и х т р и ф а з н и х ус т а н о во к ум о ж л и вл ю є проведення обробки відразу декількох відливок.

4.4.1.2 Формоутворення

Це процес одержання фасонних виробів із тонколистового

матеріалу з використанням направлених ударних хвиль високої інтенсивності, що виникають у рідині у процесі імпульсного електричного розряду. Основними факторами формоутворення методом електрогідравлічного розряду є зверху високі ударні гідравлічні тиски, ультразвукові випромінювання. Для одержання за формою виробів створюють різні форми хвиль: з гострим фронтом, сферичні та інші. Це досягають різним розміщенням електродів, а також різними формами провідників, щ о з а к о р о ч у ю т ь мі ж е л е к т р о д н и й п р о мі ж о к . С х е ма електрогідравлічного штампування деталі показана на рис. 4.23. Листову заготовку 2 укладають на матрицю 1 і притискають до неї за допомогою притискних пристроїв. Над заготовкою розміщене рідке передавальне середовище 4 в якому на певній віддалі від заготовки розміщені додатній і від'ємний електроди 5 , я к і з 'є д н а н і з г е н е ра т о р о м і м п ул ь с і в с тр ум у електрогідравлічної установки.

130

електронно-променеві (плазмові), світло-променеві

(лазерні).

4. Електролізні установки

5. Установки, в яких використовують електричне поле високої

напруги.

Контрольні запитання

1. Що розуміють під елетротехнологією?

2. Що таке Електротехнологічні установки?

3. Як класифікують електротехнологічні установки?

2 Електричні плавильні і термічні

УСТАНОВКИ

За способом перетворення електричної енергії в теплову електроплавильні і термічні установки умовно розділяють на чотири групи: нагрівання опором, електродугові, індукційного та діелектричного нагрівання. В кожну групу входять установки різного принципу дії, улаштування і призначення.

2.1 Закони теплопередачі

Основні параметри електроплавильних і електротермічних

установок (потужність, коефіцієнт корисної дії, питома витрата електроенергії) визначають на підставі розрахунку теплоти, необхідної для технологічного нагрівання об'єкта, та розрахунку п о т о к і в т е п л о о б м і н у м і ж д ж е ре л о м те п л о ї е н е рг і ї т а навколишнього середовища. Теплообмін визначають згідно зі законами теплопередачі. Процес теплообміну є складним, тому в інженерних розрахунках створюють математичну модель на макрорівні, в якому вводять елементи активних та ємнісних опорів. Активні опори враховують теплопровідність, конвекцію та теплове випромінювання, а ємнісний опір - теплову ємність об'єкту.

Теплопровідність ‒ це здатність передачі теплоти всередині твердого тіла або нерухомої рідини чи газу від областей з вищою

температурою до областей з нижчою температурою. Тепло передається тепловими потоками. Тепловий потік (Вт) через одношарову плоску стіну для усталеного режиму визначають за

13

формулою Фур'є:

де Q₁ і Q₂ ‒ температури поверхонь стінки, К⁰;

l ‒ товщина стіни, м;

S ‒ площа поверхні стіни, м²;

l ‒ коефіцієнт теплопровідності, який залежить від типу

речовини та температури, Вт/(м·К⁰).

Дня більшості матеріалів, які використовують у будуванні

печей

l = l₀·(1 - bQ_сер),

1) у процесі подачі високої напруги на розрядний проміжок

у рідині протягом деякого часу напруга на ньому є постійною або незначно зменшується. Потім залежно від параметрів контуру і початкової напруги вона доволі рідко падає.

Для високих напруг на електродах механізм утворення каналу розряду обумовлений появою лідерів. Вони утворюють потоки електричних лавин, які зриваються з від'ємного і прямують до додатного електрода. У початковій стадії пробою утворюються декілька лідерних каналів, які потім зливаються в

де

l₀ ‒ коефіцієнт теплопровідності для273·К⁰;

b ‒ температурний коефіцієнт,

Q_сер = 0.5(Q₁ + Q₂) ‒ середня температура стінки, К⁰.

Для розрахунку теплових втрат через стінку електропечі

один загальний канал. Тривалість проміжку часу визначають

властивості рідини, напруги, форми і розмірів електродів;

2) стадія яскравого спалаху починається після пробою між електродного проміжку. Під час її проходження виділяється

необхідно враховувати теплообмін між зовнішньою поверхнею

стінки і робочим простором печі.

Конвекційний теплообмін ‒ передавання тепла в рідинах і

газах за рахунок переміщення окремих частинок об'єму речовини, яка має масу та запас теплової енергії.

Тепловий потік конвекційного теплообміну визначають на

велика частина запасеної в нагромаджувачі енергії. Ця стадія характерна невеликим часом протікання і значним світловим випромінюванням. Після пробою опір між електродного проміжку падає на декілька порядків, струм при цьому різко зростає.

Густина струму в каналі досягає значних величин (до 10⁶ А/

підставі закону Ньютона:

_т (₁₂) S , Вт

l

см ² і вище). Густина енергії в каналі теж дуже велика, що

приводить до розігрівання навколишнього середовища, її дисоціації та іонізації. В результаті цього в каналі утворюється

плазма з температурою порядку 15-20 тис К;

3) із зменшенням струму в розрядному контурі за достатньої потужності джерела електричної енергії іскровий

де

a_k‒ коефіцієнт тепловіддачі конвекцією, Вт/м²·К⁰);

Q_с ‒ температура стінки;

Q_н ‒ температура навколишнього середовища;

S ‒ поверхня конвекційного теплообміну, м².

В умовах природної конвекції для плоских вертикальних стін

розряд може перейти в стадію дугового. При цьому зменшується густина струму в каналі і температура плазми в ньому. В каналі проходить утворення пари за рахунок перетворення встигаючої плазми в пару і випаровування деякої частини рідини. Канал розряду перетворюється у парогазову

коефіцієнт тепловіддачі залежить від температури навколишнього

середовища:

камеру. Після досягнення максимального розміру сфера починає с т иск ув а т ис ь Т ак их ц и клі в ро зш и ре ння -с т и с к ува н н я





для діапазону температур DQ = Q_с ÷ Q_н = 288·K⁰ ÷ 358·K⁰

a_k=3.45·(Q_с -Q_н)⁰.¹³;

для DQ = 358·K⁰ ÷ 423·K⁰

a_k=2.05·(Q_с -Q_н)⁰.²⁵.

Теплове випромінювання ‒ передача теплової енергії у

14

(гідравлічних хвиль) може бути декілька.