1.2 Выбор и размещение нагревательных элементов в печном пространстве
По меньшей массе и размерам выбираем ленточный зигзагообразный нагреватель, соединенный в звезду.
Выбираем камерную печь
Определим
размеры печного пространства
.
Рисунок 1- Размеры печного пространства
Печное
пространство принимаем
.
Высота печи без допусков
.
Высота ряда
Высота волны
.
Длина волны
Число волн на фазу
Длина нагревателя
.
Шаг волны
Площадь, которую занимает нагреватель
1.3 Определение расхода электроэнергии. Энергетический баланс.
Общий расход электроэнергии на обработку изделия определяется по формуле:
.
Определим расход электроэнергии на нагрев.
где
–
теплоемкость нагреваемого изделия.
(2
– стр.16) – температура окружающей
среды.
– масса
изделия.
Зная время цикла печи, определим время выдержки.
.
(2
– стр.16) – время цикла печи.
Время цикла 8 часов. Работа 3-х сменная. В сутки выполняют 3 садки. Рабочих дней в неделю 5. В неделю возможно выполнение 15 садок. В понедельник 1 смена на разогрев, то есть 14 садок в неделю.
– время
холостого хода.
Вычислим расход электроэнергии на выдержку.
Вычислим общий расход электроэнергии за цикл.
Вычисли потери на холостой ход.
Определим тепловые потери.
,
(2
– стр.16) – удельные потери через стенки
печи.
–
площадь
боковых стен печи, на которых расположены
нагревательные элементы.
W=127,4+39,16+12,54+44,07=223,17 кВт*ч.
Рисунок 2- Энергетический баланс.
1.4 Влияние показателей качества электроэнергии на режим работы печей сопротивления.
Определим полезный расход электроэнергии.
Так
как
,
то данная печь эффективна.
Определим потери электроэнергии на нагрев.
Вычислим потери мощности на нагрев.
Произведем
расчеты для различных значений
коэффициента отклонения напряжения
.
Определяем
время нагрева, принимая
.
Вычислим время нагрева в относительных единицах.
,
Определим расход электроэнергии за цикл.
,
Вычислим удельный расход электроэнергии.
Переведем данную величину в о.е.
,
Определим производительность печи.
,
7,18+2,35=9,53
ч
Вычислим
производительность печи в о.е.
,
Скорость
окисления нагревательного элемента
равна
Вычислим срок службы нагревательного элемента.
,
Определим
время службы нагревательного элемента.
,
где
от толщины нагревательных элементов.
–
толщина
окислительного слоя.
Вычислим время службы нагревательного элемента в о.е.
,
Определим коэффициент по сроку службы нагревательного элемента.
,
Расчеты при других значениях коэффициента отклонения напряжения проведем с помощью программы Microsoft Office Excel.
Таблица 2- Влияние показателей качества электроэнергии на режим работы печей сопротивления.
|
– |
0,9 |
0,95 |
1 |
1,05 |
1,1 |
|
ч |
9,39 |
8,16 |
7,18 |
6,37 |
5,69 |
|
о.е. |
0,3077 |
0,1364 |
0 |
-0,1128 |
-0,2075 |
|
|
206,58 |
179,52 |
157,99 |
140,14 |
125,18 |
|
|
302,35 |
275,29 |
253,76 |
235,91 |
220,95 |
|
|
0,30235 |
0,27529 |
0,25376 |
0,23591 |
0,22095 |
|
о.е. |
0,1914 |
0,0848 |
0 |
-0,0703 |
0,1292 |
|
ч |
11,74 |
10,51 |
9,53 |
8,72 |
8,04 |
|
|
85,17 |
95,14 |
104,931 |
114,67 |
124,37 |
|
о.е. |
-0,1883 |
-0,0933 |
0 |
0,0928 |
0,1852 |
|
|
1,149 |
|
|
|
|
|
- |
1,1749 |
1,0804 |
1 |
0,9307 |
0,8704 |
|
ч |
2,7236 |
|
|
|
2,0631 |
|
о.е. |
0,1491 |
0,08 |
0 |
-0,0691 |
-0,1294 |
|
- |
0,8701 |
0,9254 |
1 |
1,0742 |
1,1487 |
Рисунок
3- Графики
,
,
и
.
Вывод: по построенным характеристикам видно, что уменьшение значения номинального напряжения ведет к увеличению расхода электроэнергии, времени службы и времени нагрева, и к уменьшению производительности печи. При увеличении номинального напряжения увеличивается производительность печи, но при этом снижается время службы. Проанализировав данные факторы можно сделать вывод, что самый оптимальный вариант будет при номинальном напряжении.