Расчет электрической камерной печи
Автор: Никита Авдеев • Март 8, 2023 • Контрольная работа • 1,924 Слов (8 Страниц) • 725 Просмотры
[pic 1]
Задание
- Ознакомиться с конструкцией камерной электрической печи.
- Произвести тепловой расчет:
а) выбрать материалы и размеры печи;
б) определить полезный тепловой поток;
в) рассчитать потери тепловой энергии;
г) рассчитать тепловой КПД печи и установленную мощность.
- Произвести электрический расчет:
а) рассчитать мощность нагревателя;
б) выбрать конструкцию и крепление нагревателя;
в) рассчитать длину и сечение нагревателя;
[pic 2]г) если необходимо подобрать печной трансформатор.
- Базовая конструкция печи
На рисунке 1 приведена конструкция одного из вариантов электрической печи сопротивления периодического действия. Основными элементами ее конструкции является: рабочая камера из огнеупорного материала, теплоизоляция, дверца и нагреватели. В печи возможно применение контролируемой атмосферы. Футеровка рабочего пространства выполнена из высокоглиноземистых плит, в пазах которых уложены нагревательные элементы, располагающиеся на боковых стенках, поду и своде.
[pic 3]
1 – дверца, 2 – кожух, 3 – тепловая изоляция, 4 – огнеупор, 5 – нагревательный элемент, 6 – рабочая камера
Рисунок 1 – Конструкция камерной печи сопротивления
Рабочая камера печи изготовлена из огнеупорных материалов, способных выдерживать высокие температуры без деформации и оплавления. Материалы должны быть механически прочные, выдерживать резкие изменения температуры, обладать низкой проводимостью и высокой теплопроводностью, быть химически нейтральными.
Тепловая изоляция служит для снижения температуры тепловых потерь через стенки печи. Теплоизоляционные материалы должны иметь низкий коэффициент теплопроводности и достаточную огнеупорность.
Для изготовления кожуха целесообразно применить углеродистые стали обыкновенного качества, которые можно подвергать сварке и горячей деформации, а так же слабо легированные стали.
Для изготовления вспомогательного оборудования (ящиков, поддонов, и др.) используются жаростойкие и жаропрочные стали. Первые являются окалиностойкими – устойчивыми к газовой коррозии, а вторые кроме жаростойкости обладают еще и способностью при нагреве сохранять свои механические свойства.
- Тепловой расчет
Исходные данные для варианта 1:
Нагреваемый материал | Масса нагреваемого материала, кг | Средний занимаемый изделиями объем, см3 | Начальная температура нагрева изделий, С | Конечная температура нагрева от температуры плавления, С | Время нагрева, ч | Толщина огнеупорного слоя, см | Толщина теплоизоляционного слоя, см |
Сталь | 120 | 5000 | 30 | 0,6 | 3 | 60 | 130 |
Выбор материалов печи
Максимальная температура, которую должна выдерживать камера печи, равна 0,6 температуре плавления стали, [pic 4]. Отсюда в качестве материала для камеры печи выберем шамот легковесный – tмакс=1300 С.
В качестве теплоизоляционного материала примем диатомитовый кирпич – tмакс=900 С.
Кожух выполним из углеродистой стали марки Ст 3, а вспомогательное оборудование из жаростойкой стали марки 40 Х 9 С2.
Выбор размеров печи
Габаритные размеры печи будем отстраивать от заданного на нагрев объема материала. В нашем случае объем изделия равен 5000 см3, что соответствует кубу со сторонами 17,099 см. Примем размеры камеры печи 18 см. Остальные размеры указаны на рисунке 2.
[pic 5]
Рисунок 2 – Конструкция и размеры печи
...