Допустимая удельная поверхностная мощность на нагревателях

Температура в печи, °С	Поверхностная мощность, Вт/см2
1150	19,0
1200	17,0
1250	14,5
1300	11,5
1350	7,5
1385	5,0
1400	3,6

Мощность одного нагревателя N, кВт, находят по формуле

N =  fраб,

(88)

где f_раб – площадь наружной поверхности рабочей части нагревателя, м² (определяют по табл. 20).

Небольшой мощностью, выделяемой в токоподводах, обычно пренебрегают.

Падение напряжения на одном нагревателе U, В, равно

U = ,

(89)

где R – сопротивление нагревателя, Ом.

Поскольку исходное сопротивление нагревателей колеблется в широких пределах, а также сильно меняется в процессе эксплуатации, необходимо определить верхний и нижний предел изменения напряжения U. Для определения нижнего предела в формулу (87) подставляют меньшее значение сопротивления, приведенного в табл. 24. Верхний предел напряжения определяют по наивысшему значению сопротивления и увеличивают полученное значение в 2,5–3,0 раза для учета «старения» нагревателя, возможного падения напряжения питающей сети и выделения мощности в выводах нагревателей.

Зная заданную мощность печи и мощность одного нагревателя, можно найти общее число нагревателей. Затем, выбирая схему включения нагревателей (параллельно или последовательно) и ориентируясь на напряжения, необходимые для питания одного нагревателя, определяют значение верхней и нижней ступеней трансформатора. После этого устанавливают необходимые промежуточные ступени напряжения трансформатора.

1.3.6.3. Расчет нагревателей из дисилицида молибдена. Металлокерамические нагреватели из MoSi₂ целесообразно применять в тех случаях, когда требуется нагрев изделия до температур 1350–1550°С. Температуры нагревателя при этом достигают значений 1450–1680^оС.

Основные характеристики нагревателей приведены в табл. 24.

Таблица 24

Допустимые мощности n, удельные поверхностные мощности  и напряжения u различных типоразмеров нагревателей из дм

Тип нагревателя	Раз-вернутая длина рабо-чей части, м	Повер-хность рабо-чей части, 10-4 м2	Сопро-тивление двух выводов при 700°С 2Rвыв, Ом	Температура,оС
				1400		1500		1600
				N, кВт	U, B	N, кВт	U, B	N, кВт	U, B
ДМ- 180/250	0,39	72,4	0,0068	1,26	8,5	1,06	7,95	0,606	6,00
ДМ- 180/400			0,0108	1,35	9,1	1,135	8,5	0,650	6,45
ДМ-250/250	0,53	99,4	0,0068	1,67	11,2	1,41	10,5	0,805	8,00
ДМ-250/400			0,0108	1,76	11,8	1,49	11,1	0,89	8,60
ДМ-315/250	0,66	124,2	0,0068	2,05	13,7	1,74	12,9	0,99	9,80
ДМ-315/400			0,0108	2,14	14,3	1,81	13,4	1,03	10,4
ДМ-3 15/500			0,0135	2,20	14,7	1,86	13,8	1,06	10,5
ДМ-400/250	0,83	156,0	0,0068	2,54	17,0	2,16	16,0	1,23	12,1
ЦМ-400/400			0,0108	2,64	17,6	2,23	16,6	1,27	12,5
ДМ-400/500			0,0135	2,70	18,0	2,28	16,9	1,30	12,8
ДМ-500/250	1,03	194,0	0,0068	3,13	20,9	2,64	19,6	1,51	15,0
ДМ-500/400			0,0108	3,22	21,5	2,72	20,2	1,55	15,3
ДМ-500/500			0,0135	3,29	22,0	2,77	20,5	1,58	16,6
ДМ-630/250	1,29	243,0	0,0068	3,87	26,0	3,28	24,4	1,88	18,5
ДМ-630-400			0,0108	3,96	26,5	3,35	24,8	1,93	19,0
ЦМ-630/500			0,0135	4,01	27,0	3,40	25,2	1,95	19,2
ЦМ-800/700	1,63	307,0	0,0200	5,15	34,5	4,36	33,2	2,48	24,5
, кВт/м2				153		130		74

Примечание. ДМ-315/250 означает: длина рабочей части 315 мм, длина вывода 250 мм.

Электрическое сопротивление нагревателей из ДМ при комнатной температуре низко, но оно резко возрастает с повышением температуры. Вследствие этого электропечи с нагревателями из ДМ всегда снабжены понизительными трансформаторами с набором промежуточных ступеней напряжения. Наиболее распространенная форма нагревателей из ДМ U-образная.

Расчет нагревателей из ДМ аналогичен расчету карборундовых нагревателей. Величина коэффициента  в формуле (76) имеет постоянное значение, поскольку при стандартной форме нагревателя коэффициент _г = 1,27 и  = _эф_г = 0,68  1,27 = 0,87.

Мощность рабочей части нагревателя из ДМ N_раб находят по формуле (88), причем значение f_раб берут из табл. 24.

Полную мощность нагревателя N, кВт, с учетом мощности, выделяемой в выводах, находим по формуле

N = Nраб (1 + ),

(90)

г

, 10⁶ Ом м

де R_выв – сопротивление одного вывода нагревателя при температуре t, Ом; R_раб – сопротивление рабочей части при температуре t, Ом.

Для стандартной формы нагревателя из ДМ с d_раб = 6 мм, d_выв = 12 мм, средней по длине температуре выводов 700°С мощность равна

N = Nраб (1 + ),

(91)

где l_выв и l_раб – соответственно длина одного вывода и развернутая длина рабочей части нагревателя, м; _раб – удельное электрическое сопротивление рабочей части нагревателя при температуре t, Омм (рис. 13).

Полное сопротивление нагревателя R, Ом, вычисляют по формуле

R = 3,54  104(раб lраб + 0,75 10-6 lвыв).

(92)

При включении холодной печи пусковое напряжение в течение 2–10 мин должно постепенно увеличиваться до величины, составляющей 30–35% рабочего напряжения. В момент пуска мощность печи будет превышать величину N.