книги / Методическое руководство по расчетам в курсовых и дипломных проектах
..pdfНагреваемое наделив - окисленная сталь. Максимальная темпе ратура нагрева надели!:
1 |
вона |
- |
600°С; |
2 |
вона |
- |
800°С; |
3 |
аона |
- |
850°С. |
Заданная температура нагревателе! на сплава Х20Н801050°С.
Определить "W |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 аона; \УНД = |
9 ,6 |
вт/см 2 ; |
|
|
||||
|
<Аэфф= |
0,68 |
/ |
по |
таблице |
3 / ; |
|
|
|
d r |
= |
1,05 |
/ |
по |
графику |
рис. |
3 / ; |
|
d c |
= |
1 |
/ п о |
таблице 4 |
/ ; |
|
|
|
W |
« |
0,68 |
|
1,05*1*9,6» |
6,85вт/см 2. |
||
2 |
вона: WMÜ= 6,7 |
вт/см2 ; |
|
|
||||
|
|
|
0,68; |
|
|
|
|
|
|
<*г |
- |
1,05; |
|
|
|
|
|
|
d c |
- |
1; |
|
|
|
|
|
|
W |
- |
0,68*1,05*1*6,7 - |
4,78 |
вт/см2 |
|||
3 |
аона: W w = 5,6 |
вт/см 2 ; |
|
|
||||
|
Лэфф~ |
0,68 ; |
|
|
|
|
||
|
Лг |
- |
1,05; |
|
|
|
|
|
|
Л с |
* |
1; |
|
|
|
|
|
|
W |
= 0,68*1,05*1*5,6=4 |
вт/см 2 |
Таблица 5 Физические свойства сплавов сопротивления
Марка |
Рабочая. |
Макс |
Удельн. |
Удельное |
Температур. |
|
вас, |
влектро- |
коэффициент |
||||
сплава |
t o c |
t°C |
кг/дм8 . |
Й И |
» ; |
сопротивлен. |
|
d . |
|||||
|
|
|
|
|||
Х15Н60 |
950 |
1050 |
8 ,2 |
1,11-1,12 |
0,00013 |
|
Х23Н18,Х25Н20 |
850 |
900 |
7,88 |
t=400°; |
600°; |
700е; 90(f |
|
|
|
|
Ç 4,(fe;l,12;;1,24;1,3 |
|
|
|
23 |
Продолжение тайл. 5 |
||
|
|
|
|
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
б |
Х20Н80ТЗ |
1050 |
1150 |
8,2 |
1,2 -1,35 |
|
0,00013 |
Х20Н80Т |
1050 |
1150 |
8,4 |
1,1 -1,2 |
|
0,00013 |
Х20Н80 |
1050 |
1150 |
8,4 |
1 ,1 -1,2 |
|
0,00013 |
Х20Н80 |
1050 |
1150 |
8,4 |
1 ,1 -1,2 |
|
0,00013 |
0Х27Н70Ш |
1050 |
1200 |
7,9 |
t= 800°; 900° ; |
1000°; |
|
/ЭИ652/ |
|
|
|
е-1,36;1,358; |
1,359; |
|
|
|
|
|
1100°; |
1150° |
|
|
|
|
|
1,369; |
1,375 |
|
0Х23Ю5А |
1050 |
1200 |
7,27 |
1,35-1,4 |
|
0,000051 |
/ЗИ595/ |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
0Х27Ю5А |
|
1300 |
7,19 |
|
|
|
/ЭИ626/ |
1150 |
1,42 |
0,00002 |
|||
Х13Ю4 |
750 |
850 |
7.4 |
1,26 |
0,00006 |
|
1Х17Ю5 |
850 |
1000 |
7,2 |
СО * |
0,00006 |
|
0Х17Ю5 |
950 |
1000 |
7,2 |
1,3 |
0,00006 |
|
1Х25Ю5 |
1000 |
1150 |
7,2 |
1,4 |
0,00005 |
|
0Х25Ю5 |
1100 |
1200 |
7,2 |
1,4 |
0,00005 |
Таблица 6 .
Рекомендуемые равмвры лент и проволок».
Температура, °С |
Равмерн ленты, мм |
d проволоки,мм |
||||
до |
300 |
8 |
x 1 |
1 |
||
300 |
- |
600 |
10 х |
1 |
2 |
|
600 |
- |
800 |
15 х |
1,5 |
3-4 |
|
800- |
|
1000 |
20 |
х |
2 |
4 -5 |
1000 |
-1100 |
25 |
х |
2 ,5 |
Ô-7 |
|
1100 |
-1200 |
30 |
х |
3 |
7-8 |
|
Таблица |
7 . |
|
|
Продельные равмерн лент и проволоки. |
|
|
|
|
Конструкция нагревателя |
Материалы |
|
|
|
Денточнн! аигваг / 6 х а / |
Дента от 8 х |
1 до |
40x4 мм. |
|
Проволочные вигваг / cL/ |
Проволока от |
8 |
до |
14 мм. |
Проволочная спираль/ c i / |
Проволока от |
3 |
до |
7 -8 мм. |
Пример 4 .
Рассчитать нагреватели толкательно! електропечк типа
СТЗ-6.-48/10. По тепловому расчету печи Q u e t |
* 40.000юсад/ч. |
Длина вони нагрева ооотааляет 0 ,7 5 L рабочего |
пространства |
/по расчету времени нагрева и вздержки/. Длина войн вздерж
ки - G ,25L |
t -иад * |
850°С. (1яотеръ=34-.500к1еал/ч. |
||
L H* |
0,75»L |
- |
0,75*4800-3600 |
мм, |
L b- |
0 ,2 5 -Ь |
- |
0,25*4800-1200 |
мм. |
Зону нагрева необходимо разделить на две влектрические воны длиной по 1800 мм. Это деление тепловых вон на элек трические необходимо делать каждый раа, когда длина вон превышает 1,5-2 метра. Например, в толкательных цементаци онных печах 80на ввдержки может иметь длину 5-8 метров. Та кую вону необходимо рагдвлить на более короткие длиной 1-2 метра воны, чтобы обеспечить вовмохность более точного ре гулирования температуры по длине воны.
Номинальная мощность воны нагрева /общ ая/;
Р • К Q.MBT + 0 .7 5 Q. потерь ш
н860
|
= 1,26 |
40000 + 0.75 |
34500 |
|
|
||
|
|
860 |
96 |
квт |
|
||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
Номинальные мощности |
1 и 2 |
вон |
нагрева - 48 квт. Номиналь |
||||
ная мощность воны выдержки |
|
|
|
|
|||
Р |
- К 0 ,2 5 . ,0. потерь |
« |
2б 0,25.34500» |
12 б |
явт |
||
0 |
860 |
|
|
’ |
860 |
|
|
Увеличиваем мощность до 16 квт, т .к . мощность |
фавн воны |
||||||
нагрева |
тоже 16 квт / |
48 |
3 * |
16 к в т/. |
|
|
При расчете н&греватедей такая подгонка мощностей иног да может привести к сокращенно и упрощению общего расчета электрических параметров.
В вонах нагрева нагреватели можно включить по трехфавной, а в воне выдержки - по однофаэной схеме.
Для нагревателей выбираем сплав Х15Н60. Рекомендуемая рабочая температура нагревателя до 950°С, максимально-допус
тимая - 1050°С. |
|
|
|
|
|
Рабочая |
температура |
нагревателя |
|
||
|
tH = t M3a + <it - 850+100= 950°С. |
|
|||
По графикам "Ьцзд— н ~ |
определяется |
поверхност |
|||
ная мощность |
идеального |
нагревателя. |
|
||
t ивд - |
850°С; |
t |
H = 950°С, |
\УНД= 2 ,5 |
вт,см 2 |
Удельная поверхностная мощность стен
Р ст .у д . = — |
квт/м2 |
|
|
|
Lj~ длина 1 воны нагрева; |
|
1800 |
мм. |
|
В - ширина воны нагрева; |
В |
900 |
мм. |
|
И - высота воны нагрева; |
Н |
600 |
мм. |
|
Р = 1В-Ю.7 LB+2BH = |
|
|
|
|
= 1 ,8 -0 ,9 + 0 ,7 - 1 ,8 -0 ,9+ 2 -0,9 -0 ,6 |
= 3,83 |
м2 |
т .е . нагреватели размещается на своде, поду и стенах воны нагрева. На поду нагреватели укладываются в пазах поперек рабочего пространства печи. При такой укладке необходимо учитывать установку опор шпал, на которые укладываются рель сы печи. Поэтому полезная площадь для равмещения нагревате лей будет меньше, в расчете она принята 0 ,7 L В. Торцевые стены не учитываются в расчете, но иногда нагреватели р аз мещают и на заслонках, тогда эти площади заслонок следует учитывать.
Рст.уд . = 48 = 12,5 квт/ме 2,83
Удельная единичная поверхностная мощность
Рст.уд*) - |
= |
2 ,5 |
5 |
|
|
|
Следовательно, можно использовать нагреватель любой конструкции /таблица 8 / .
Выбираем проволочный зи гзаг.
Конструкция |
нагревателя |
|
|
Максимальная Pcт.уд .ft) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с т а л ь |
алюминий |
Ленточный |
|
вигзаг |
на |
крючках |
|
9 |
9 ,5 |
|||||
Ленточный |
|
аигзаг |
в |
паву |
|
|
7 |
7 ,5 |
||||
Ленточный |
|
зи гзаг |
на |
полочке |
|
6 |
6 ,5 |
|||||
Ленточный |
|
зи гзаг |
плоский |
|
|
9 ,5 |
10 |
|||||
Проволочный |
аигааг |
на |
|
крючках |
9 |
9 ,5 |
||||||
Проволочный |
вигваг |
в |
паэу |
|
|
7 ,5 |
8 |
|||||
Проволочная |
спираль |
в |
|
паэу |
|
7 ,5 |
8 |
|||||
Проволочная |
спираль |
на |
полочке |
6 ,5 |
7 |
|||||||
Проволочная |
спираль |
на |
трубке |
9 ,5 |
10 |
|||||||
Литой нагреватель-вигааг |
|
|
9 |
9 ,5 |
||||||||
Диаметр |
|
проволоки |
нагревателя |
|
|
|||||||
et |
= |
3 |
/ |
4 -105 f t P 2 ' |
мм. |
|
|
|||||
|
|
Г |
^ ‘ |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
7 |
i J2 и 2 W |
|
|
|
|
||||
Pt =P20. / /w o £ t/ |
= |
1,12 |
/ 1-Ю,00013•950/= 1,26 ои.мм2/м ; |
|||||||||
Р = 16 |
квт; |
U ■ |
220в |
/включение гвездой /. |
||||||||
W '^ id t^ d C .- d C ç - |
2 ,5 -0 ,6 8 .1 ,0 2 .0 ,6 4 = 1 ,1 1 |
вт/см 2 |
||||||||||
т .к Л - = 1,75, |
то X |
зфф = |
0,68; |
otr = 1,02 . |
|
o tç * 0,64 / детали нагреваются в защитной атмосфере/.
<£ = |
3 , |
Ig f» 6,24 |
мм. |
7 |
142 • 220* * 1 ,1 1 |
|
|
Принимается d |
= 6 |
,5 мм. Площадь сечения |
= 33,2мм2 |
Сопротивление нагревателя
*и 2 _ 220а _
*~ Т 0 ^ =10£1бв 3 .02 °“ *
Джина проволоки нагревателя
I |
|
|
~ |
3>02«33.2 |
60 |
м. |
|
|
|
|
'* |
ft |
|
1,20 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
ДеЯствительная удельная поверхностная мощность |
|||||||||
нагревателя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V / _ |
Ю2Р |
_ |
10^16 |
.= 0 ,9 8 |
вт/см 2 . |
||
|
|
|
А “ )Г d е<р “ |
|
||||||
|
|
|
3,14*6,5*80 |
|
|
|
||||
- |
Ж |
|
|
- |
--------0,98 -------- _ |
2 ,2 1 |
„ |
/ « |
||
Wuft = |
dt |
X ^ d C , - * / " |
0,68*1,02*0,64 |
|
|
|
||||
ИЛ |
|
|
|
|||||||
По графику |
"Ьиад - t H - W g * |
t H» |
940°С, |
что |
||||||
допустимо. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вес |
нагревателя |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Glh- |
J |
te p |
Ю'®*8,2*80*33,2* 10-8 *22 к г . |
|
Равнещаем нагреватели в рабочем пространстве печи. Нагреватели равиещаются равномерно на оводе, стенах, поду печи.
Нагреватели располагаем:
на |
своде |
- |
в |
3 ряда |
по |
длине печи; |
|
на |
стенах |
- |
в |
2 |
ряда |
по |
длине печи; |
на |
поду |
- |
в |
6 |
рядов |
по ширине /поперек/ печи. |
Длина рядов нагревателей равна длине /ширине/ 1 аонн печи еа вычетом промежутков между аонами, равных 100 мм 'промежутков между выводами нагревателеЯ/.
На своде: |
L p |
* |
1800-100*1700 |
мм. |
На стенах 1/р |
* |
1800-100*1700 |
мм. |
|
На поду: |
L p |
= 900-100*800 мм. |
Высоту &ИГ8&Г& принимаем равно! н* 200 мм. Джина вигвага Z виг * Zk+ZJLt мм
« 1,75 / принимаем минимальное относительное витковое расстояние/;
Ь - |
1,75 d |
*1,75*6,5 |
- 11,4; г |
= 1 ^ 1 1 6 ,5 |
- 9 |
мм; |
|
|
1 |
- |
Н - / 2 ъ |
+ сI/ » 200 |
- /2 .9 4 6 ,5 / » 175 |
мм. |
|
|
£ЗНГ ж |
2-175+2*3,14*9 - 407 мм. |
|
|
|||
В |
рабочем |
пространстве 1 воны может быть размещено |
7 ря |
дов нагревателе! на своде и стенах, 6 рядов - на поду, при мем длина рядов подовых нагревателе! примерно в 2 рааа меньве, чем на стенах и своде. Эти ряды объединяются по
3 ряда в 1 ряд |
в |
охеме |
раамещення. Длина рядов подовых на |
||
гревателе! по |
2400 мм |
в |
отличие от рядов |
нагревателе! |
|
стен и свода, равных 1700 мм. |
|
||||
Все 9 рядов |
/ |
3+4+2 / |
объединяются по |
три по числу фа- |
|
аовых н агревателе!. |
|
|
|
||
На своде размещается нагреватель фавн А, на отенах и |
|||||
поду - два другие |
фавн |
- |
В и С. |
|
Длина рядов, в которых укладывается аигвагообравнн! на
греватель, составляет |
3 |
L p ж |
1700 х 3 |
* |
5100 мм /берется |
|
наименьмая расчетная |
величина |
L p / . |
|
|
||
На одну фаву нагревателя приходится |
|
|
||||
П= . ^ Ф ' |
ш " ■ |
|
ж 196 |
волн /в и гза го в /. |
||
I виг |
407 |
|
|
|
|
|
Ваг вигвага |
i |
* |
И |
— = 26 мм; |
||
|
|
|
196 |
|
|
|
h = ~ |
= |
- |
~22 - » 5 « 6 ,5 |
< |
11,4 мм, |
т . е . допускаемого значения. Делаем перерасчет параметров нагревателя.
Повторны! расчет нагревателе! может быть внполнен с учетом и8мекения некоторых параметров /в с е х или отдельно каж дого/.
Можно MBMOHHTbU , но прн атом следует помнить, что внбор величины напряжения будет аавиоеть от приименного оогиаоно типажа трансформаторе ТПТ, ТПО или АПТ, АПО. Для ион нагрева применяет трансформаторы ТПТ, ТПО, АПТ и АПО. Для вон выдержки ТПТ, ТПО. Всего выпускается около 34 типо
размеров |
трансформаторов /таблица О /. |
|
Обцув мощность еонн можно наменять, уиеньмая иля уве |
||
личивая |
Q.мет., т .е . иаманяя |
производительность печи. |
Мощность можно ивменить увеличением или уменьиеннеи |
||
числа параялельнык ветвв! в |
кащдо1 фаге / в рассматривае |
|
мом примере - по одно! ветви |
на ф аеу/. |
|
И, наконец, можно увеличить температуру нагревателя, |
||
а вначитуИ W ha,W . |
|
|
В нажем примере увеличения M a ra t добивам оя измене |
||
нием U |
и Н / внеотн ви гаага/. |
|
При |
U ж 65в -/применяется АПТ-бЗ/220 и ТПО-25/160 / |
d* 14,0 мм; Cf ш 154 мм. Напряжение может быть определено
|
|
|
г . |
|
0.264-154 |
32,3 |
|
|
|
|
|
1,26 |
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
Шд" з :Й :1 4 ? з 2 ,з а |
1,13 в т /с “8 » |
h " |
1. 75' 14*24 . 5 |
||||
г |
= - M J L ± _ 1 4 _ ^ |
1.9,5 мм; |
А - |
200- |
/2 -1 0 ,5 + 1 4 / - 147мм; |
||
|
£ в и г - |
2-147+2-3,14*10,5 |
- 204+122 » 416 Ям: |
||||
П? |
32300 |
76 аигаагов; |
Ь |
5100 |
66 мм; |
||
|
416 |
|
|
|
76 |
|
|
K |
= - ^ L 2 = 19 мм, что меяьне допустимого. |
|
|||||
|
Снова делаем перерасчет. |
|
|
|
|
Увеличиваем /в пределах допустимого/ Н до 240 мм.
А * 240 - /2 -1 9 ,5 + 14/ «= 187 мм;
|
£ в и г * 2 - |
187 + 2 -3 ,1 4 -1 9 ,5 - |
374+122 = 496 |
мм. |
|||
|
П. = |
32300 _ _ |
gg 8ИГ8агов; |
|
|
|
|
|
|
496 |
|
|
|
|
|
t |
i - Ë M - s s |
78,5 мм; |
h |
= |
= 25,2 |
мм, |
|
|
65 |
|
|
2 |
|
2 |
|
что |
допустимо. |
|
|
|
|
|
|
|
Определяем |
вес нагревателя |
|
|
|
||
(дн - Г ^ Ф ^ - Ю - 8 - 8 ,2 -3 2 ,3 -1 5 4 -10"8 - |
40,5 кг. |
|
|||||
Вес нагревателей всех трех фав |
|
|
|
||||
|
Ü |
- |
4 0 ,5 |
• 3 * 122 к г . |
|
|
|
Оример 5.
Рассчитать нагреватели шахтной электропечи мощностью
78 квт. Равмерн рабочего |
пространства печи |
D * |
0 ,8 м; |
|||
Н - 2 ,5 м. Детали |
нагреваются |
до температуры 930 |
± 10°С. |
|||
Печь работает по |
циклу: нагрев - охлаждение до 600°С. |
|||||
Поверхность* стен |
пахты печи |
|
|
|||
Р = зг D R |
- |
3,14 |
• 0 |
,8 -2 ,5 * 6,28 |
м; |
|
|
|
|
|
12 ■4 |
|
|
|
|
930 |
+ 70 |
* 1000°С. |
|
|
Для нагревателей испольауем сплав ЭИ595, т .к . он высо котемпературный и стоит деюевле нихрома Х20Н80.
W HA- 2 вт/см 2 .
12.4 » 6 ,2 .
Ш Ид По таблице в в находим, что любая конструкция нагре
вателя, кроме ленточного аиггага на полочке, подходит.