Электрический расчет печи (материал изделия - алюминий, конструкция нагревателя - проволочная спираль на керамической полочке)

Электрический расчет печи

      1.Исходные данные:

,   ,   ,  

Материал изделия: Алюминий

Конструкция нагревателя: Проволочная спираль на керамической полочке

Рис. 1 Шахтная электропечь (вид сбоку)

1 - дверца; 2 - футеровка; 3 - нагреваемое изделие; 4 - нагреватель

      2.Определяют удельную поверхностную тепловую мощность  на внутренней поверхности печи , где расположен нагреватель.

, кВт/ м.

     Зная конечную температуру изделия  и , определим необходимое значение температуры нагревателя .

     3.Выбирают материал нагревателя из условия

+ 50 .

Наименование материала: Х13Ю4 (ЭИ-60)

g=7400, кг/м³

r=(1,26+6×10^-5t)10^-6, Ом*м

T_м.р=800°С

      4.Определим  для заданного материала изделия, используя известные значения и ..

      5.Определяют удельную поверхностную мощность реального нагревателя , где коэффициент s/d = 2,0; s¢= 10,5см.

     6.Мощность одного НЭ , где - число фаз, - число параллельных ветвей.

     7.Определяют размеры нагревательного элемента.

      Для проволочного нагревателя круглого сечения, диаметром d, подставляя ;  в , получим

 м

      После расчета d, выберем ближайшее стандартное значение d:

после чего определяют длину  и массу  нагревательного элемента.

, м

, кг

где - плотность материала нагревателя, кг/м.

        , .

      8.Эскиз размещения нагревателя в печи.

Рис. 2 Проволочная спираль на керамической полочке

Рис.3 Спиральный нагреватель на полочках

          Для проволочного спирального нагревателя общая длина спираль в свёрнутом виде

, м

      =0,25- расчетный коэффициент тепловых  потерь, - абсолютная температура соответственно нагревателя и изделия,, - степень черноты поверхности соответственно нагревателя и изделия, для нагревателя можно принять =0.8, значение =0,3, - площадь поверхности изделия,

(1 - g)×[F₁₃×(F₁₂+F₃₂)+0,42×F₁₂×F₃₂] / [F₁₃×(1 - g)+0,42×F₃₂]- активная поверхность нагревателя.

      Взаимные поверхности облучения,  определяют из выражений

,

,

где F_н = p²×D₀×d×L_СП/s = 18,2 - площадь поверхности нагревателя, - площадь футеровки печи, , - коэффициенты взаимного облучения, характеризующие экранирование отдельными гранями нагревателя друг друга и взаимоэкранирование соседних рядов нагревателя.

,

,

     Выбранный нагреватель удовлетворяет условию заданного срока службы и является работоспособным нагревателем для ЭПС.