Тема 1.3.1. Прямой и косвенный нагрев в печах сопротивления

Печи сопротивления – это печи, в которых используется нагрев проводников при прохождении через них электрического тока, который определяется по закону Джоуля – Ленца:

где Q – количество тепла, выделяющееся в проводнике, Дж;

I – сила тока, А;

R – сопротивление проводника, Ом;

 - время, сек.

Рассмотрим печи сопротивления прямого и косвенного нагрева.

ПЕЧИ ПРЯМОГО НАГРЕВА:

а

220/380

– к

а

онтактный нагрев;

1 – нагреваемый материал;

2 – выключатель или магнитный пускатель;

3

2

– печной трансформатор;

4 – контактные устройства.

П

3

4

1

рямой нагрев самый эффективный нагрев, так как достигается большая скорость нагрева, а быстрый нагрев уменьшает тепловые потери в окружающую среду, увеличивая КПД печей, поэтому их делают без футеровки. Для плавки эти печи не пригодны. Применяются для нагрева изделий с постоянным по длине сечением (трубы, проволока, прутки и др.).

ПЕЧИ КОСВЕННОГО НАГРЕВА:

220\380

б

2

5

б

– косвенный нагрев;

2 - выключатель или магнитный пускатель;

5 – электронагревательный элемент.

Наиболее распространенные печи. Внутри печи расположены нагревательные элементы, по которым проходит ток. Тепло от нагревателей передается излучением и конвекцией.

Преимущества печей:

- простота регулирования температуры;

- высокий КПД;

- малый угар;

- малое насыщение металла газами.

Тема 1.3.2 металлические и неметаллические нагревательные элементы

Материал для изготовления нагревательных элементов должен обладать следующими свойствами:

• высоким удельным электросопротивлением;

• малым температурным коэффициентом удельного электросопротивления;

• высокой температурой плавления и жаростойкостью;

• стойкостью к химическому воздействию атмосферы печи;

• низкой стоимостью.

Металлические нагревательные элементы изготавливаются из сплавов сопротивления: НИКЕЛЬХРОМОВЫЕ (нихром), ЖЕЛЕЗОХРОМОНИКЕЛЕВЫЕ; ЖЕЛЕЗОХРОМОАЛЮМИНИВЫЕ (фехраль), и из тугоплавких металлов и сплавов (молибден, вольфрам, тантал), но все они окисляются на воздухе и стоимость их высока.

Сплавы сопротивления используются в виде:

• проволоки холоднонатянутой и горячекатаной;

• в виде ленты.

Из проволоки нагреватели делают в виде цилиндрической спирали или зигзагов. Из ленты – зигзагообразные нагреватели. Целесообразно навешивать спирали на керамические трубки.

Крепление нагревателей осуществляется:

• на вертикальных стенках (подвеска на металлических крючках, укладка на керамических полочках);

• над подом (укладка на керамических гребенках или на специальной фасонной керамике);

• под сводом (подвеска на металлических крючках или на керамических трубках).

Неметаллические нагревательные элементы изготавливаются в виде специальных нагревательных элементов из:

1) карбида кремния (карборунда);

2) дисцилицида молибдена, из графита, из угольной крошки (криптол);

3) в виде жидких нагревательных элементов (расплав солей).