2. Методика и техника эксперимента.
Описание объекта и средств исследования.
Объектом исследования являются муфельная лабораторная электропечь сопротивления типа МП-2УТ, предназначенная для термообработки металлов: закалки, обжига, отжига и других работ при температуре до 900°С.
ПС состоит из стального кожуха (рис.2), в котором находится керамический муфель (футеровка) 1 с намотанным на него н.э. 2. Пространство между муфелем и кожухом заполнено теплоизоляцией 3. Загрузка ПС производится через проём, закрываемый дверцей 4 с вкладышем из шамота, установленной на шарнирных рычагах. Выводные контакты 5 находятся на левой стороне печи. В дверце ПС предусмотрено отверстие для термопары. Двухпозиционное регулирование термопары осуществляется дилатометрическим терморегулятором. Измерение температуры и градуировка шкалы терморегулятора производится термопарой с соответствующим измерительным прибором.
Техническая характеристика ПС и технические данные нагревателя.
1 . Питание – от однофазной сети напряжением 220 В, 50 Гц.
2. Мощность - 1800: +240 Вт.
-120 Вт
3. Максимальная рабочая температура - 900°С.
4. Время разогрева до максимальной температуры не более 2 часов.
5 . Рабочая среда - воздух.
6. Диапазон автоматического регулирования температуры в рабочем пространстве 100÷900° С
7. Колебание температуры нагреваемого образца ± 6°С в диапазоне 400÷900°С.
8. Размер рабочей камеры, мм 263 х 175 х 95.
9. Габариты, мм 460x500x440.
10. Вес -35 кг.
Нагреватель - проволока из высокоомического сопротивления марки ОХ23Ю5 диаметр проволоки -1,8 мм, сопротивление с выводными концами - 1 8,6 Ом, проволока наматывается с равномерным шагом на муфель, замазывается составом, состоящим из 75% шамотной крошки и 25% огнеупорной глины и просушивается при температуре 20° С.
Рис. 3
S – автоматический выключатель;
КК1-КК2 – контакты терморегулятора;
КМ1 – контакты магнитного пускателя;
БД – добавочное сопротивление;
КМ – катушка магнитного пускателя;
ЕГ – сигнальная лампа;
Rн – нагревательный элемент.
На рис.3 представлена схема лабораторной установки. В силовую часть схемы входят: н.э. электропечи ПС, предохранительные элементы F с плавкой вставкой на 15 А, магнитный пускатель КМ с автоматическим выключателем S. Для измерения величины тока I, напряжения UНЭ на н.э. и мощность Р в силовой цепи служат соответственно: амперметр РА на 15 А, вольтметр РV на 250 В, класс точности 2,5 и ваттметр РW электродинамической системы, класс точности 0,5.
Для регистрации температуры установка содержит два датчика температуры - термопары ТП1 и ТП2, которые соединяются с показывающим прибором. С помощью термопары ТП1 производится измерение температуры в рабочей камере ПС при её нагреве. Термопарой ТП2 - измеряется температура нагреваемой заготовки. Деления на шкале терморегулятора -относительные числа, поэтому необходимо проградуировать шкалу термопары. Градуировку терморегулятора просушенной печи начинают производить с низших значений температуры. О том, что установилась постоянная температура, символизируют периодические включения и отключения сигнальной лампы.
Увеличение температуры в рабочем пространстве выше 900° С недопустимо. Небольшое повышение этой температуры резко сокращает срок службы нагревателя. Пользоваться печью без термопары на определенной температуре не рекомендуется.
Печь рассчитана на разогрев до 900° С в течении двух часов. Для увеличения срока службы нагревателя разогрев до требуемой температуры выше 700° С следует производить, лишь давая некоторое время поработать на промежуточном значении температуры. Это производится при помощи соответствующей установки и выдержки ручки терморегулятора на промежуточных значениях шкалы.
В качестве нагреваемого образца используется металлическая стальная заготовка массой m=2 кг с удельной теплоёмкостью c2=405 Дж/кг°К. В образец вставляется термопара ТП2 для измерения его температуры в процессе нагрева до tзад.