Практическое занятие № 10 по теме Теплооборудование
Практическое занятие № 10 по теме Теплооборудование
Наименование работы:
Электронагреватели сопротивления
Цель работы:
Описать способы электрообогрева
Описать устройство и принцип действия муфельных электропечей
Описать устройство и принцип действия электронагревателей с жидкостной ванной
Описать устройство и принцип действия установок с трубчатыми электрическими нагревательными элементами
Методические указания к занятию.
Преимущества электрообогрева
Электрический обогрев применяется во многих отраслях промышленности вследствие неоспоримых преимуществ перед теплообменными аппаратами других типов.
Компактность
Быстрота включения и выхода на номинальную мощность.
Возможность выделения большой тепловой мощности в малом объеме
Достижения высокого уровня температуры.
Простота регулирования температурного режима при высокой степени равномерности нагрева.
Возможность герметизации рабочей зоны и следовательно созданием в ней вакуума, давления или защитной атмосферы.
Компактность электрических обогревателей.
Улучшение условий труда.
Удобство механизации и автоматизации работы установок.
Способы электрообогрева
Электрическая энергия может быть превращена в тепловую одним из следующих способов:
В электронагревателях сопротивления.
В электродуговых печах.
В установках индукционного нагрева.
В печах и установках диэлектрического нагрева (полупроводники).
В установках электронагрева методом сопротивления превращения электрической энергии в тепловую энергию происходит в нагревательных элементах из высокоомных жаростойких материалов
В установках косвенного нагрева (муфельные печи или ТЭНы).
В установках прямого нагрева под воздействием протекающего тока в твердом теле или в электропроводной жидкости происходит нагрев этого твердого тела или жидкости.
2. В электродуговых печах преобразование электрической энергии в тепловую происходит в электрической дуге.
В установках прямого действия дуга горит между электродом и нагреваемым материалом.
В печах косвенного действия дуга горит между двумя электродами, а тепло, излучаемое дугой, передается нагреваемому материалу.
В установках индукционного нагрева, тепло выделяется в нагреваемом теле индуктируемым в нем током.
4. В печах и установках диэлектрического нагрева, выделения тепла в нагреваемом теле происходит под воздействием токов смещения, возникающих в теле, помещенном в быстропеременное электрическое поле. Нагреваемое тело должно быть диэлектриком или полупроводником и служит конденсатором, к которому подводится ток чистотой 106÷109 герц, и напряжением 6-10 кило Вольт.
Практическое занятие № 10 по теплооборудованию лист 2
Наибольшие распространения в промышленной теплотехнике получили электронагреватели сопротивления и индукционные.
Муфельные электропечи.
Устройство: Печная камера выполнена из огнеупорного кирпича. Стенки камеры имеют каналы их жаростойкого материала. Внутри каналов проложены проволочные или ленточные спирали.
При прохождении электрического тока по высокоомным проводникам они нагреваются и перелают своё тепло нагреваемому телу (косвенный нагрев)
Преимущества:
Нагрев осуществляется быстро и до высоких температур.
Муфельные печи компактны.
Удобны в обслуживании.
Муфельные печи получили широкое применения во всех отраслях промышленности.
Электронагреватели с жидкостной ванной.
Электронагреватели с жидкостной ванны, представляют собой металлический сосуд с рубашкой наполненной маслом, и размещенными в ней проводниками (спирали нагревателя). К стенкам рубашки прикреплены штифты с фарфоровыми изоляторами, на которых укреплены спирали. Они должны быть полностью погружены в масло или иную жидкость для обеспечения равномерных температурных условий для всех участков нагревателя. При прохождении электрического тока по высокоомным проводникам они нагреваются и перелают своё тепло жидкости нагреваемому телу
Преимущества:
Нагревания материалов в жидкостный ваннах отличается мягкостью и равномерностью процесса повышения температуры обрабатываемого материала.
Недостатки:
Трубчатые электронагреватели (ТЭНы) представляют собой металлический патрон из трубы диаметром 7 - 19 мм, из меди, латуни, углеродистой или легированной стали. Внутри патрона зарисована в наполнители спираль из нихромовой проволоки. В качестве наполнителя применяют плавленую окись магния, окись алюминия. кварцевый песок. Наполнитель служит электроизоляцией спирали от металлической трубы, а с другой стороны - проводником тепла.
Трубчатые электронагреватели изготовляют одно или двух спиральные. Для радиационного обогрева теплоотдающую поверхность трубы делают широкой, а в газовых и воздушных электронагревателях на трубы насаживаются ребра.
Большая теплопроводность и жаростойкость наполнителя обеспечивают высокую удельную теплопроизводительность ТЭНа по сравнению со спиралями укладываемыми в слюду или в другие теплоизоляционные материалы.
В настоящие время индукционный нагрев на основе токов высокой и промышленной частоты нашел широкое применения в технологических процессах: нагревание агрессивных жидкостей, выпаривания, сушка, закалка, пайка, плавка металлов и т. д.
Генератор высокой частоты.
Конденсаторная батарея.
Нагреваемый элемент.
Работа:
Переменное магнитное поле в спиральной катушке – индукторе, возбуждает переменное магнитное поле в нагревательном теле - проводнике, помещенным в эту катушку. В проводнике индуктируется Э.Д.С., вызывающая появления электрического тока. И тепловая энергия, индуктируемая этим токам нагревает этот проводник.
Практическое занятие № 10 по теме Теплооборудование
Наименование работы: