Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Методическое руководство по расчетам в курсовых и дипломных проектах

..pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
3.26 Mб
Скачать

Нагреваемое 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.

Соседние файлы в папке книги