Проектирование специального оборудования для ремонта ТЭД. Расчет электрической печи для сушки якорей и остовов ТЭД. Конструкция печи и её особенности

2 Проектирование специального оборудования для ремонта ТЭД

2.1 Расчет электрической печи для сушки якорей и остовов ТЭД

2.1.1 Конструкция печи и её особенности

Сушильная печь предназначена для сушки остовов, якорей и других деталей электрических машин в условиях депо. Конструкция печи камерного типа, с электрическим подогревом и принудительной циркуляцией воздуха. При электрическом обогреве во избежание взрыва нельзя допускать соприкосновения смеси воздуха, и растворителей с открытыми нагревателями калорифера. Так как продув воздуха через калорифер без его многократной циркуляции вызывает резкое увеличение мощности калорифера и расхода электроэнергии, то при устройстве сушильных печей с электрическими калориферами нагревательные элементы должны быть полностью герметизированы. Герметизация нагревательных элементов осуществляется размещением их в трубах с засыпкой песком и таким исполнением конструкции, при которой смесь воздуха с растворителями, омывая снаружи трубы, не имеет непосредственного соприкосновения с электрическими нагревателями и контактами.

Для повышения коэффициента полезного действия установки на верхнем поясе печи установлен трубчатый теплообменник для предварительного подогре-ва свежего воздуха, поступающего в калорифер. Поток воздуха в печи регули-руется редукционными клапанами и шибер – заслонками, установленными на воздуховодах. Чтобы не было просачивания воздуха, во всех фланцевых соединениях ставятся прокладки из паронита. На верхнем поясе сушильной печи установлен центробежный вентилятор, который должен перемещать взрывоопасную смесь воздуха, и паров растворителей. Ротор вентилятора выполнен из алюминия. Чтобы исключить предельное насыщение воздуха парами растворителя и сохранить постоянной его влагопоглотительную способность, предусмотрено освежение циркулирующего воздуха.

Для питания печи отдельно предусмотрены распределительный щит, в котором смонтированы коммутационные аппараты электрических схем. Конструкция щита позволяет установить его на стене пропиточного отделения.

Регулирование температуры происходит автоматически. Подъем и опускание дверей сушильных печей производится механическим приводом, смонтированном на металлической раме. Привод двери состоит из реверсивного взрывобезопасного электродвигателя, червячного редуктора, ведущего вала с зубчатыми звездочками и пластинчатыми калиброванными цепями, на которых подвешены двери. Для плавного движения дверей по направляющим швеллерам они уравновешены грузами.

Якоря и остовы, подлежащие сушке, укладываются на тележку, которая вкатывается в сушильную камеру по рельсам узкой колеи 1000 мм и выкатывается из камеры механическим приводом. Тележка печи представляет собой сварную раму из швеллеров, снабженную колесами на роликоподшипниках. Перемещение тележки осуществляется от приводной станции.

2.1.2 Расчет теплообменника

Расчет теплообменника ведем согласно рекомендации [10]

Исходные данные рассчитываемого теплообменника:

– длина теплообменника L = 0.615 м;

– ширину и высоту определяем, исходя из числа расположения трубок воздуховодов, наружный диаметр, которых принимаем d = 0,016 м;

– число трубок в вертикальном ряду Z = 13;

– число трубок в горизонтальном ряду n =  12;

– схема расположения трубок шахматная, представлена на рисунке 2;

– ширина теплообменника 0,300 м;

– высота теплообменника 0,390 м;

– средняя температура воздуха входящего в теплообменник, t₁ = 16 ⁰C;

– расход воздуха принимаем l = 2700 м/ч;

– масса печи М_п = 3900 кГ;

– температура нагретого воздуха, выходящего в атмосферу, t = 100 ⁰C;

– масса изделия – 5800 кГ;

– время сушки – 10 ч;

– температура печи – 200 ⁰C;

– средняя температура изделия после нагрева – 145 ⁰C;

– температура изделия до введения в печь – 16 ⁰C;

– поверхность изделия – 14,2 м².

Чертёж теплообменника приведён на чертежном листе 2 графической части проекта.

S₁ = 1,5 · d;

S₂ = 1,5 · d.

Рисунок 2  Расположение воздуховодных труб в теплообменнике

Определяем скорость воздуха в узком сечении пучка. В зависимости от соотношения между S₁и S₂ узким может оказаться сечение f' и f″, представленное на рисунке 2. Полагая, что стенки газохода, параллельны осям труб расположены на расстоянии, примерно равном поперечному шагу, от крайних труб пучка, получаем следующие формулы для проходного сечения одной ячейки пучка в обоих случаях:

,                                             (1)

.                       (2)

для заданного случая

,

.

Наиболее узкое проходное сечение для воздуховода в пучке равно:

.                                          (3)

Для температуры t₁ = I6 °C из таблицы [10] имеем:

– плотность воздуха ρ = 1,22 кг/м³;

– киломоль газа μ = 17,9·10⁶ Η·с/м²;

– степень повышения давлениям λ = 2,56·10² Вт/(м ∙ ⁰С);

– объемная теплоемкость С_р = 1,005·10 кДж/(кг ∙ ⁰С);