Расчет параметров печи

Мощность потерь (2,3,4)

(3.1)

Где Р_пол – полезная мощность, кВТ;

- К.П.Д. печи.

Примем ориентировочно температуру на границе слоев изоляции

Тогда средняя температура шамота определяется по формуле:

(3.2)

где - температура внутренней поверхности печи, ;

- температура на границе слоев, .

Теплопроводность шамота при температуре

(3.3)

.

Площадь внутренней поверхности слоя шамота:

(3.4)

где - длина печи, м;

- ширина печи, м;

- высота печи, м .

Площадь наружной поверхности слоя шамота:

(3.5)

где - толщина шамота,

Расчетная площадь шамота:

(3.6)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

270843.КП.Б-59-Э.ПЗ

Термическое сопротивление шамота:

(3.7)

Температура на границе слоев изоляции:

(3.8)

Температура, полученная на границе слоев, совпадает с температурой, принятая в начале расчета, поэтому пересчет не требует.

Необходимое термическое сопротивление слоя вермикулита определяем из выражения для мощности, Вт, потерь:

(3.9)

(3.10)

Средняя температура вермикулита

(3.11)

Теплопроводность вермикулита при температуре 137,8 С

(3.12)

Необходимую толщину слоя вермикулита рассчитывает методом последовательных приближений. Для этого принимаем определенную толщину слоя, необходим его термическое сопротивление и сравниваем с вычисленным ранее значением R_Тв=0,026 С.

Принимаем толщину слоя вермикулита

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

270843.КП.Б-59-Э.ПЗ

Площадь внутренней поверхности слоя вермикулита А_Ввн равна площади наружной поверхности слоя шамота А_Шнар=11,88м²

Площадь наружной поверхности слоя вермикулита, при

Расчетная площадь поверхности слоя вермикулита:

(3.14)

Термическое сопротивление слоя вермикулита, при

(3.15)

На этом расчет можно закончить и принять, так как в данном случае расчетное значение близко к необходимому

3.2

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

270843.КП.Б-59-Э.ПЗ

Электрический расчет нагревателей

Нагреватели рассчитывают по удельной поверхностной мощности (удельному поверхностному тепловому потоку) или по рабочему току. (2,3,4)

Расчет по удельной поверхностной мощности основан на совместном решении уравнений:

и , (3.16)

где Р - мощность нагревателя, Вт;

Pуд - удельная поверхностная мощность нагревателя, Вт/м2;

A - площадь поверхности нагревателя, м2;

П - периметр сечения нагревателя, м;

l- длина нагревателя, м;

Uф - фазное напряжение, В;

Rф - электрическое сопротивление нагревателя, Ом; S s - площадь сечения нагревателя, м2;

Диаметр и длина нагревателя определяются по формулам:

(3.17) (3.18

При передачи теплового потока излучением предельно допустимая удельная

поверхностная мощность, Вт/м2, определяется по формуле:

(3.19)

где С пр - приведенный коэффициент излучения идеального нагревателя, Вт/м2К4;

(3.20)

Предельно допустимая удельная поверхностная мощность реального нагревателя определяется по формуле:

(3.21)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

270843.КП.Б-59-Э.ПЗ

Коэффициент а_эф характеризует эффективность излучения системы нагревателя. Для проволочной спирали, размещенной на полочке или керамической трубке

а эф =0,32. Коэффициент шага а ш учитывает зависимость р УД от относительного виткового расстояния h/d (по графикам). Коэффициент а с определяет влияние на р УД приведенного коэффициента излучения (степень черноты) реального нагревателя (по графикам).

Коэффициент излучения (степень черноты) реального нагревателя

определяется по формуле:

(3.22)

Расчет нагревательных элементов

Спр= вт/см3·к

Температура двигателей при сушке

н.к= (135+273)К= 406К.

Температуру нагревателей из нихрома Х20Н80 примем 1000° С

Тогда Тн=(1000+273)К=1273К.

Удельная поверхностная мощность идеального нагревателя

Вт/м3

Коэффициент эффективности нагревателя, выполненного в виде проволочной спирали

Коэффициент шага , при h/d=3;

Коэффициент при Вт/(м3·К);

Коэффициент , при Ан.т/Ас.т=0.9;

Удельная поверхностная мощность реального нагревателя выполненного в виде спирали из нихромовой проволоки.

Мощность одной спирали

Где m-число фаз: n- число параллельных спиралей на фазу;

Удельное сопротивление нихрома при температуре 1000° С

При соединений нагревателей в звезду Uф=380 В.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

270843.КП.Б-59-Э.ПЗ

Диаметр нихромовой проволоки для нагревателей

мм:

Длина проволоки одной спирали

Шаг спирали

Диаметр спирали

Число витков спирали

;

Длина одной спирали .

4.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

270843.КП.Б-59-Э.ПЗ

Разработка мероприятий по технике безопасности

На рабочем месте должна находиться техническая документация (электрические схемы электропечи и электрооборудования, инструкции по техобслуживанию и эксплуатации); учетная документация (оперативный журнал); должностная инструкция; документация по безопасности труда (правила техники безопасности, гигиены труда, производственной санитарии, противопожарные, внутреннего распорядка); документация по организации труда (календарный график осмотров, сменно – часовой график).

Обслуживание электропечи должно проводиться с соблюдением “Правил устройств электроустановок” (ПУЭ), “Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей” (ПТЭ), “Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей” (ПТБ), “Правил производственной санитарии при термической обработке металлов”, “Правил вакуумной гигиены”, “Правил пожарной безопасности”. На участке, где установлена электропечь, во время работы не должны находиться лица, не имеющие отношения к обслуживанию и эксплуатации. Техническое обслуживание электрооборудования проводится только при снятом напряжении со всех электрических элементов и не на работающем оборудовании.

К обслуживанию электропечи допускается персонал, достигший восемнадцатилетнего возраста, физически здоровый и прошедший специальную подготовку по эксплуатации электропечей сопротивления и всего электрооборудования, установленного на электропечи. Электропечь должна быть установлена в закрытом помещении, которое оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией. В помещении, где установлена электропечь, не разрешена установка оборудования вызывающего вибрацию электропечи (пресс, молот и др.). Внутри помещения не допускаются работы, связанные с выделением пыли, копоти, различных испарений. Стены и потолки помещения должны быть окрашены масляной краской, панели выложены кафельной плиткой, полы застелены метлахской плиткой, линолеумом, не образующими пыли. Легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) хранить в плотно закрывающихся металлических емкостях, в специальном шкафу.

Категорически запрещается загромождать площадку, где установлена электропечь посторонними предметами, доступ к электрооборудованию и вентилям должен быть легким и свободным. Расположение всех аппаратов и приборов на электропечи обеспечивает ее безопасное обслуживание. На металлических

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

270843.КП.Б-59-Э.ПЗ

конструкциях электропечи и в непосредственной близости от нее установлены сухие понижающие регулировочные трансформаторы и щиты управления. Все каркасы электропечи и щиты должны быть заземлены. Устройства и элементы электропечи, которые номинально не находятся под напряжением, но могут оказаться под напряжением, должны быть надежно заземлены подсоединением к цеховому контуру заземления.

Для исключения случайного прикосновения обслуживающего персонала к нагревательным элементам, находящимся под напряжением выше 36 В, применены блокировки, отключающие электропечь от сети, при открывании колпаков. Основные защитные средства при обслуживании электропечи: диэлектрические перчатки, инструмент с изолированными рукоятками, изолирующие клещи, указатели напряжения, штанги; дополнительные защитные средства: диэлектрические галоши, резиновые коврики, изолирующие подставки, переносные заземления, плакаты и знаки безопасности. (10).