На рис. 4 показана печь непрерывного действия с перемещением

садки на горизонтальном конвейере.

Электропечи сопротивления применяются для термической обработки изделий, для плавки металлов (олова, свинца, цинка, других металлов и сплавов с температурой плавления 600-800К).

Коэффициент полезного действия - 50-65%.

Печь сопротивления представляет собой футерованную камеру. Тепло выделяется в нагревателе, после чего отдается нагреваемому изделию.

Печи отличаются как конструктивно, так и механизмом передачи тепла от нагревателя к изделию.

В низкотемпературных печах основным механизмом передачи тепла является конвекция (циркуляция воздуха). Для интенсификации процесса теплопередачи низкотемпературные печи обычно снабжают вентилятором и нагреватель иногда размещается в отдельной камере. Эта камера связана с основной камерой каналами для циркуляции воздуха.

В средне и высоко температурных печах основное тепло от нагревателя к изделию передается излучением. В данных печах установка вентилятора не нужна, но необходимо наличие оптической связи между нагревателем и изделием, т.е. они должны быть размещены в общей камере.

Рис. 3. Печи сопротивления периодического действия:

а - колпаковая; б - элеваторная; в - камерная; г - шахтная;

1 - стенд; 2 - камера печи; 3 - жаропрочный муфель; 4 -нагревательные элементы; 5 - нагреваемое изделие (садка); 6 -опускающийся под; 7 - подъемное устройство; 8 - свод; 9 - механизм подъема свода

Рис. 4. Схема конвейерной электропечи:

1 - теплоизолированный корпус; 2 - загрузочное окно; 3 - нагреваемое изделие; 4 - нагревательные элементы; 5 – конвейер

4. Электрический и конструктивный расчёты нагревательных элементов.

Цель электрического расчёта – определение их размеров (сечения и длины).

Исходные данные: мощность Р_Н , Вт; напряжение U питающей сети, В;

Условия работы нагревательных элементов.

Тепловая мощность, выделяемая в нагревателе

Р_Н = U²_Н / R_Н

U_Н - напряжение питания нагревателя, В;

R_Н – сопротивление нагревателя, Ом.

Уравнение теплообмена нагревателя с окружающей средой:

Теплопроводностью Р_Н =  / l (t₂ – t₁) F_T = w_T  F_T

Конвекцией Р_Н = _К / l (t₂ – t₁) F_К = w_К  F_К

Излучением Р_Н = 5,7 с_ПР [ (Т₂ / 100)⁴ - (Т₁ / 100)⁴ ] F_И = w_И ₁ F_И

 - коэффициент теплопроводности, Вт/м С;

t₁, Т₁ и t₂, Т₂ – температуры нагреваемой среды (материала) и нагревателей, С и К;

F_Т , F_К , F_И – площади поверхностей, участвующих в теплообмене теплопроводностью, конвенцией и излучением, м².

_К – коэффициент конвективной передачи, Вт/м С

5,7 – постоянная Стефана-Больцмана, Вт/м² К⁴

с_ПР – приведенная степень черноты, тел участвующих в теплообмене

₁ = 0,3…0,7 - коэффициент эффективности излучения нагревателей

w_Т , w_К , w_И – удельные поверхностные мощности нагревателей при теплообмене теплопроводностью, конвенцией и излучением, Вт/ м²

Удельные поверхностные мощности нагревателей при теплообмене теплопроводностью w_Т = (t₂ – t₁)   / l

конвенцией w_К = _К (t₂ – t₁)

излучением w_К = w_ИД  _К

Обозначив в общем случае ( для проверочных расчетов) удельную поверхностную мощность нагревателей w_Н

R_Н = U²_Н / Р_Н =   l / S

w_Н = Р_Н / F = Р_Н / П  l

R_Н – сопротивление нагревателя, Ом; U_Н – напряжение подводимое к нагревателю, В; Р_Н – мощность нагревателя, Вт;  - удельное сопротивление материала нагревателя, Омм; l – длина нагревателя, м; S – площадь поперечного сечения материала, м²; П  l =F – площадь боковой поверхности нагревателя, м²; П – поперечный периметр нагревателя, м.

Длина нагревателя:

l = U²_Н  S / Р_Н = Р_Н / w_Н П

П S = Р_Н²  / w_Н  U²_Н