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: