Электроустановки нагрева сопротивлением.
Принцип действия таких установок основан на законе Джоуля-Ленца.
Количество теплоты, выделяющейся в проводнике, при прохождении по нему электрического тока зависит от сопротивления проводника, электрического тока в цепи, времени его прохождения:
(10.1)
где Q - количество выделяющейся теплоты, Дж;
I – сила тока, А;
R - сопротивление, Ом.
(10.2)
где t - время, с;
Р - мощность, выделяющаяся в проводнике, Вт;
U - напряжение, В;
S - площадь сечения проводника, м2;
ρ - удельное сопротивление проводника, Ом×м;
l - длина проводника, м.
Источником теплоты в установках являются нагревательные элементы (НЭ).
Выбор материала и конструкции НЭ определяется особенностями технологического процесса и конструкции установки.
По температурным пределам работы НЭ подразделяют на 3 группы:
- низкотемпературные, нагрев до 230 - 430 0С;
- среднетемпературные, нагрев до 630 - 1030 0С;
- высокотемпературные, нагрев до 2230 - 3030 0С.
Для изготовления НЭ с рабочей температурой до 1230 0С наиболее распространенным материалом являются:
• нихромы –сплав никеля (75-78 %) и хрома (около 25 %);
• фехрали - сплав железа (73 %), хрома (13 %), алюминия (4 %);
• хромоникелевые жаропрочные стали - сплав железа (до 61 %), хрома (22-27 %), никеля (17-20 %).
Для высокотемпературных НЭ наиболее распространены карборунды (спекание кремнезема и угля - SiC), керамика, графит, тугоплавкие металлы (молибден, тантал, вольфрам) и др .
По форме среднетемпературные НЭ выполняются в виде зигзагов (проволочных и ленточных) или спиралей, а высокотемпературные - в виде стержией круглого или квадратного сечения и труб.
Для низкотемпературного нагрева широко применяются трубчатые электронагреватели - ТЭНы.
ТЭН представляет собой металлическую трубку, заполненную тeплoпроводным электроизоляционным материалом, в которой находится электронагревательная спираль.
ТЭНы электробезопасны, могут работать в любой среде, стойки к вибрациям.
Мощность до 15 кВт, напряжение до 380 В, ресурс до 40 тыс. ч., рабочая температура до 730 0С.
Примерами электроустановок нагрева сопротивлением являются: электрические печи сопротивления (ЭПС) и различные нагревательные устройства, обеспечивающие технологические процессы производства.
ЭПС применяются для технологических операций в машиностроении, металлургии, легкой промышленности и т. п.
По исполнению печи выпускаются косвенного и прямого действия, по назначению - нагревательные и плавильные, по режиму работы – периодически и непрерывно действующие.
По конструкции:
• периодического действия - колпаковые, элеваторные, камерные, шахтные;
• непрерывного действия - конвейерные, толкательные, протяжные.
Дата добавления: 2021-09-25; просмотров: 384;