Определив по формуле (6.1) рабочую температуру нагревателя, выбирается сплав по приложению 23, соответствующий требуемым условиям. По формуле (6.2) определяем допустимую удельную поверхностную мощность идеального нагревателя в зависимости от степени черноты нагревателя и изделия и конечной температуры нагрева. По таблице 6.1 с учетом выражения (6.3) определяем тип нагревателя. В зависимости от выбранного типа нагревателя и условий нагрева по приложению 25 находим коэффициент a, позволяющий по формуле (6.4) найти удельную поверхностную мощность нагревателя выбранного типа. В современных электропечах сопротивления обычно используют проволочные и ленточные зигзагообразные и проволочные спиральные нагревательные элементы.
Зная мощность печи Р или зоны, напряжение питающей сети U, удельное сопротивление выбранного нагревателя r, находим геометрические размеры нагревателей из следующих соотношений.
Проволочный нагреватель:
диаметр, м d = (4 . 103 . r.Р2/(p. Uф2.W))1/3;
длина, м l = 0,1(2,5 Р . Uф2/(p . r.W2))1/3.
Ленточный нагреватель с соотношением сторон в/а = m:
толщина a= (103 . r.Р2 /(2m(m+1) . Uф2.W))1/3;
длинаl = 0,1(2,5 Р . Uф2 .m/((m+1)2 . r .W2))1/3.
При использовании трехфазного тока, фазовая мощность нагревателя составляет одну треть от общей мощности Р.
Пример расчета металлических нагревателей приведен в литературе /1/.
Карборундовые (SiC) нагреватели применяются в тех случаях, когда необходимо иметь температуру нагревателя 1250 - 1450 0С. Наиболее распространенными типами карборундовых нагревателей являются цельные карборундовые нагреватели из мелкозернистых масс (тип КНМ) и составные нагреватели (тип КНС). Основные сведения о карборундовых нагревателях приведены в приложении 26. В печи нагреватели можно располагать вертикально и горизонтально.
Особенностью расчета карборундовых нагревателей является необходимость определения ступеней напряжения питающего трансформатора таким образом, чтобы при переключении ступеней в процессе старения нагревателя мощность печи не была бы больше допустимой и меньше заданной.
Последовательность расчета карборундовых нагревателей такая же, как и для металлических нагревателей. Допустимая удельная поверхностная мощность определяется так же по формулам (6.2) и (6.4).
Мощность Р одного нагревателя находят по формуле, квт:
Р = W.f , (6.5)
где f = p . d.l - поверхность рабочей части нагревателя, м2; d, l - диаметр и длина рабочей части нагревателя соответственно, м.
Дополнительной мощностью, теряемой в токоподводах, обычно пренебрегают.
Падение напряжения на одном нагревателе, В:
u = (103 .Р. R)1/2, (6.6)
где R - сопротивление нагревателя, Ом.
Поскольку сопротивление нагревателей колеблется в широких пределах в неработавших нагревателях, а так же сильно меняется в процессе эксплуатации, необходимо определить верхний и нижний пределы изменения напряжения. Для определения нижнего предела в формулу (6.6) подставляется меньшее значение сопротивления, взятое из приложения 26. Верхний предел напряжения определяют по большему значению сопротивления и увеличивают в 2,5 - 3 раза для учета старения нагревателя, возможного падения напряжения питающей сети и выделения мощности в выводах нагревателей.
Зная заданную мощность печи и мощность одного нагревателя, можно найти общее число нагревателей.
Для сжигания твердого топлива применяют простые и полугазовые топки. Расчет топки сводится к определению площади колосниковой решетки и объема топочного пространства. Площадь колосниковой решетки равна: Fр = (B Qрн ) / (Q/F),
где Fр - площадь колосниковой решетки, м; B - расход топлива, кг/ч; Qрн - теплотворная способность топлива, кДж/кг; Q/F -видимое тепловое напряжение решетки, кДж/(м2 ч).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.