- •Т.В. КОСТЫГОВА
- •ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОВОДОВ
- •Костыгова Т.В.
- •1. ПРОИЗВОДСТВО ПРОВОЛОКИ
- •1.1. Металлы, обрабатываемые в кабельной промышленности
- •1.2. Изготовление медной и алюминиевой катанки
- •1.4.3. Прокатные станы
- •1.7. Травление катанки
- •1.8. Скальпирование медной катанки
- •1.10. Оборудование для волочения проволоки
- •1.12. Отжиг медной и алюминиевой проволоки
- •2. ПРОИЗВОДСТВО ОБМОТОЧНЫХ ПРОВОДОВ
- •2.1. Классификация обмоточных проводов
- •3.2.Способы наложения эмалевой изоляции
- •expfciTo)
- •3.3.2. Расчет концентрации растворителя для случая, когда скорость процесса определяется внешним массообменом (Bi < 1)
- •3*5. Условия возникновения газообразных включений на стадии пленкообразования
- •UooJ
- •3.7.1. Агрегаты для эмалирования проволоки диаметром 0,015-0,05 мм
- •3.7.4. Устройство катализаторов
- •3.8. Особенности эмалирования проводов из расплава смол
- •4. ПРОИЗВОДСТВО ОБМОТОЧНЫХ ПРОВОДОВ
- •4.1.1. Обмоточные машины для наложения изоляцни из натуральных и синтетических волокон
- •4.2. Подразделенные и транспонированные обмоточные провода
- •4.4. Обмоточные провода с пластмассовой изоляцией
- •ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОВОДОВ
где
Л - Уэм ^ умСм .
Так как Тс и Тв изменяются по высоте или длине печи, то выражение (3.34) справедливо для каждой точки температурной кривой проволоки.
|
|
Тсп')4 |
|
(Т |
|
^ ^ = а кп [Тзп ” ^л) + фО)е |
Г |
|
1 |
п |
|
|
■ |
i |
|
||
1юо,) |
t |
|
|||
Преобразуем это выражение:
1-----
|
* сп |
UooJ |
[ m J |
|
|
|
|||
|
|
f O |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
100 |
100 |
|
T |
- T |
|
(Tcn-T„), |
||
|
|
|
|
1СП |
1л1-1 |
|
|
|
|
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1cn |
UooJ |
|
|
|
|
||
|
|
100 |
= 0Л, |
|
|
|
|||
|
|
Ten |
Tn-\ |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
тогда |
|
cpC0e 0n = a„, |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
A T |
|
T„)+a„(Tcn |
T„). |
|
(3.35) |
||
|
|
A ,, —Q-кп(Твп |
|
|
|||||
|
|
ah |
|
|
|
|
|
|
|
Проинтегрируем выражение (3.35): |
|
|
|
|
|
||||
|
rf |
___________dT___________= S dh |
|
||||||
|
т , а кn(TB„ ~T„) + an(Tcn - T n) |
A |
A |
|
|||||
|
ln-1 |
|
|
|
|
"n-\ |
|
|
|
|
_____ 1 |
акя(Твп ~ Tn) + Дя (Тсп —Тп) |
_ ДА |
||||||
|
«Ал +ап акп(Твп ~ Тп- 1) + ап(Тсп ~ Т„-х) |
А |
|||||||
обозначим |
П = а кл(7’вл - ТпЛ) + ап (Тс„ - Тп_х), |
|
|
||||||
(«кп +оп )Т„= a w Tm + а„Тсп + П • ехр |
(Xvn |
+ |
•АЛ |
||||||
|
|
||||||||
откуда
■)
пр л
(а кл + а п )
Для расчета температуры проволоки Гпр необходимо знать коэффици ент черноты проволоки е и коэффициент конвективной теплоотдачи а к; е зависит от толщины эмалированного слоя; а к рассчитывается с помощью критериев Рейнольдса и Нуссельта.
Критерий Рейнольдса
где Ум - скорость воздуха в эмаль-печи относительно проволоки, м/с; d - диаметр проволоки, м;
vBкинематическая вязкость воздуха, м2/с. Критерий Нуссельта связан с критерием Рейнольдса:
Nu = cRem,
где с, /77 —коэффициенты, которые выбираются в зависимости от величи ны Re (с = 0,43; т = 0,5 для эмалированных проводов).
Критерий Нуссельта можно найти из следующего выражения:
где - теплопроводность воздуха, Вт/(м*°С).
При эмалировании проводов на эмаль-агрегатах с каталитическим сжиганием газов и рекуперацией тепла в первой половине эмаль-печи на правление воздушного потока совпадает с направлением движения прово локи, а во второй половине печи воздушный поток направлен против дви жения проволоки.
Увп = |КЭМКв|, если направления воздушного потока и движения про волоки совпадают.
VBn= Уэм - Ув, если эти направления противоположны.
Обычно в эмаль-печи известна Ув только в первой точке, т.е, у0 при температуре Г0.
Зная эти величины, можно рассчитать скорость воздуха в любой точке печи:
При измерении температуры воздуха в эмаль-печи термопарой можно приближенно считать, что Бпр = ет и апр = Ор Тогда температуру проволо ки можно рассчитать по формуле:
^прл ~ ^ т п {Т?п ^пр л-1) '•ехр |
а\п + а прл |
д , ^ |
||
— х — |
а , |
|||
|
|
|||
где а\п ср еПр Со01Л; |
|
|
|
|
тнп - |
1Тпр Л-1 |
|
|
|
е 1п = - |
^прл-1 |
|
|
|
^тл ” |
|
|
||
3.7. Агрегаты для эмалирования проволоки
Принцип действия эмаль-агрегатов заключается в следующем: прово лока с отдающего устройства поступает в печь отжига, затем в ванну с ла ком, в печь для тепловой обработки слоя лака и на приемное устройство. Эмаль-агрегаты многоходовые, т.е. одновременно на них эмалируется не сколько проволок. Каждая проволока проходит. через ванну с лаком и эмаль-печь несколько раз (проходов). Эмаль-агрегаты имеют устройства для каталитического сжигания отходящих газов, чтобы исключить вредные выбросы, содержащие токсичные продукты, из эмаль-печей в окружаю щую среду.
Эмаль-агрегаты снабжены пультом управления механизмами агрегата. Эмаль-печи в таких агрегатах могут быть вертикальными и горизонталь ными. Схемы эмаль-печей показаны на рис. 3.8 и 3.9.
Камера печи имеет две зоны: первая - от входа проволоки до уровня отсоса газов; вторая - от уровня отсоса газов до выхода проволоки после поликонденсации изоляции. В первой зоне происходит испарение раство рителя, во второй - пленкообразование.
Печь снабжена устройством для отсоса смеси паров растворителя с воздухом и образующимися во второй зоне газами. Эта смесь направляется на каталитические элементы, где происходит ее сгорание.
Температура каждой из зон регулируется независимо. Нагрев прово локи со слоем лака происходит также за счет теплоты, выделяющейся при сгорании отходящих газов, которые частично возвращаются в рабочую ка меру печи.
Для поддержания необходимой концентрации СО2 и Н2О в газовой атмосфере часть газов должна обновляться свежим воздухом для предот вращения опасной ситуации. Часть газов, которые подвергались сжига нию, поступает в дымовую трубу. Воздух, подаваемый в печь, предвари-
Рис. 3.8. Схема вертикальной эмаль-печи и циркуляции в ней тепловых потоков: 1 - каталитические элементы; 2 - устройство для воздушного подпора; 3 - охлаждение прово дов; 4 - охлаждение роликов; 5 - электронагреватели камеры печи; б - электрона1реватели катализатора; 7-9 - термопары камеры печи; 10 - термопара катализатора; 11 - воздухоотвод к вытяжной трубе; 12 - отсасывающий вентилятор для охлаждения проводов; 13 - термопара для контроля темпе ратуры газов, входящих в катализатор; 14 - забор воздуха для определения взрывоопасности; 15 - прибор для контроля
взрывоопасности
Рис. 3.9. Схема горизонтальной эмаль-печи и циркуляции в ней тепловых потоков: 1 - электронагреватели катализатора; 2 - каталитические элементы; 3 - отсасываю щий вентилятор каталитического устройства; 4 - комплект шиберов; 5 - электрона греватели печи; 6 - вентилятор подачи свежего воздуха; 7 - отсасывающий вентиля тор для выброса газов в дымовую трубу
тельно нагревается за счет теплоты избыточных газов, отводимых из сис темы рекуперации. Температура воздуха перед входом в рабочую камеру составляет примерно 100 °С.
Над верхним отверстием печи расположена камера подпора, предот вращающая выход газов из рабочей камеры. Над устройством подпора на ходится охлаждающее устройство, в котором проволока с эмалевым по крытием обтекается холодным воздухом. Рабочая камера печи выполняет ся из нержавеющей стали, электронагреватели нихромовые, трубчатого типа имеют оболочку из жаростойкого металла (допустимая температура спирали 1000-1100 °С).
Схема эмаль-печи горизонтального агрегата показана на рис. 3.9. Камера печи и устройство для каталитического сжигания газов вы
полнены из нержавеющей стали. Камера имеет две зоны: I - для удаления растворителя;
II - для пленкообразования.