Периодического действия (садочных)
При проектировании электропечи сопротивления периодического действия обычно задается либо часовая ее производительность, либо ее единовременная загрузка. Последняя необходима для конструирования камеры печи, поэтому, если она неизвестна, ею приходится задаваться с последующей проверкой ее соответствия заданной производительности печи.
Конструируют печную камеру, определяют ее размеры и параметры, учитывая следующие положения:
• внутренние размеры камеры печи должны быть по возможности малы и соответствовать размерам загрузки; наличие вредного, неиспользованного пространства в камере печи приводит к увеличению ее внешних размеров и тепловых потерь.
• внешние габариты печи определяются ее внутренними размерами и толщиной кладки. Кладка должна обеспечить низкие температуры кожуха печи (не выше 60°С при температуре окружающего воздуха в 20°С). Не следует при проектировании электрических печей экономить на теплоизоляции, так как она очень быстро окупает себя. Огнеупорная часть кладки должна выполняться из возможно более легкого, допустимого по условиям прочности материала, с тем, чтобы снизить аккумулированное тепло. Ни в коем случае не следует применять излишне прочный и, следовательно, тяжелый материал и по возможности избегать тепловых коротких замыканий (металлические детали, проходящие через кладку), способных значительно повысить тепловые потери печи,
Расположение нагревателей в печи должно определяться как технологическими требованиями, так и возможностью размещения их в печи. Следующим этапом является определение времени нагрева садки. Если часовая производительность печи задана, то время цикла, ч, легко определяется из формулы
,
где - масса загрузки печи, кг;
М - ее часовая производительность, кг/ч.
Время цикла в общем виде
,
где - время нагрева;
- время выдержки;
- время простоя печи.
Остывание, как правило, проводят вне печи, чтобы сохранить накопленное кладкой за время нагрева тепло.
Время простоя печи складывается из времени ее загрузки и выгрузки, а иногда также из времени, необходимого на ее чистку или подправку.
Время выдержки изделий в печи задается технологическим процессом, в противном случае оно сливается с последним этапом нагрева.
Для определения времени нагрева необходимо задаться значением удельного полезного теплового потока . Полезный тепловой поток, Вт/м2, определяется из следующего выражения
,
где - приведенный коэффициент лучеиспускания;
- степень черноты изделия;
- степень черноты стен камеры;
- тепловоспринимающая поверхность изделия;
- поверхность стен камеры;
- температура в камере печи;
- температура изделия.
После определения времени нагрева и производительности печи следует приступить к расчету тепловых потерь печи и к составлению энергетического баланса.
,
где - полезное тепло;
- тепло, расходуемое на нагрев вспомогательного оборудования;
- тепловые потери за время одного цикла.
Полезное тепло, идущее на нагрев садки,
где - теплосодержание;
С - удельная теплоемкость;
- температура;
- масса материала.
Тепло, идущее на нагрев вспомогательного оборудования,
.
Тепловые потери за время одного цикла складываются из тепловых потерь за отдельные периоды цикла, т.е. из потерь за время нагрева, выдержки, остывания и простоя печи при загрузке и выгрузке
Отдельно подсчитываются тепловые потери через закрытую и открытую дверцы, причем учитывается время открытого состояния последней
.
Потери через тепловые короткие замыкания следует подсчитывать, оценивая температуру на обоих концах металлического стержня ( и ), проходящего через стенку:
,
где - длина стержня;
- сечение стержня;
- коэффициент теплопроводности.
Расход энергии на единицу обрабатываемой в печи продукции может быть определен из выражения
.
Тепловой КПД печи равен
.
Мощность печи периодического действия
,
где К - коэффициент запаса.
Особое место занимает нагрев в таре илимуфеле. В этих условиях определение времени нагрева расчетным путем затруднительно, и оно обычно задается на основе опытных данных.
Дата добавления: 2020-02-05; просмотров: 363;