Файл: 1 расчет электрической камерной печи 3 1 Тепловой расчет печи 4 1 расчет электрической камерной печи.docx

СОДЕРЖАНИЕ

1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ КАМЕРНОЙ ПЕЧИ

Задание на типовой расчет

1. Ознакомиться с конструкцией камерной электрической печи.

2. Произвести тепловой расчет:

а) выбрать материалы и размеры печи;

б) определить полезный тепловой поток;

в) рассчитать потери тепловой энергии;

г) рассчитать тепловой КПД печи и установленную мощ-ность.

3. Произвести электрический расчет:

а) рассчитать мощность нагревателя;

б) выбрать конструкцию и крепление нагревателей в каме-ре;

в) рассчитать длину и сечение нагревателя;

г) если необходимо подобрать печной трансформатор
Исходные данные

№ варианта	Нагреваемый материал	Масса нагреваемого материала, кг	Средний занимаемый изделиями объём, см3	Начальная температура нагрева изделий, 0C	Конечная температура нагрева от температуры плавления, 0C	Время нагрева, час	Толщина огнеупорного слоя, см	Толщина теплоизоляционного слоя, см
1	2	3	4	5	6	7	8	9
8	Сталь	40	10000	30	0.6	2	30	40

1 – дверца, 2 – кожух, 3 – тепловая изоляция, 4 – огнеупорный слой, 5 – нагревательный элемент, 6 – рабочая камера (размеры приведены в см.)

Рисунок 1 - Конструкция камерной печи сопротивления

1.1 Тепловой расчет печи

Уравнение баланса теплоты за один технический цикл

Энергетический тепловой баланс за один цикл имеет следующий вид:

---

где – потребляемая за цикл энергия, Дж;

– полезная теплота, Дж;

– теплота, теряемая через ограждение (стенки) и под, Дж;

– теплота, расходуемая на нагрев технологических конструкций печи, Дж.

Если все члены поделить на время цикла , то получим уравнение баланса мощностей:


Полезная теплота и полезная мощность

Полезная теплота рассчитывается как:

- при нагреве



- при плавлении



- при испарении



где М – масса, нагреваемого материала, кг;

– удельная массовая теплоемкость, ;

– начальная и конечная температура обрабатываемого материала, К;

– температура плавления и испарения, К;

– удельная теплота плавления материала, ;

Полезная мощность



где – время цикла, с.

- при нагреве



- при плавлении

---

- при испарении



Потери через ограждения

Формула для расчета потерь тепловой мощности через ограждения:



Мощность, теряемая через ограждения, представляет собой тепловой поток, проходящий от нагреваемого изделия через стенку печи и рассеивающийся в окружающей среде.

Используя электротепловую аналогию, указанное можно смоделировать следующей схемой замещения.

,

где – внутреннее (т.е. внутри печи) тепловое сопротивление “нагреваемое изделие – внутренняя поверхность печи (футеровка)”, ;

– тепловое сопротивление огнеупорного слоя стенки, ;

– тепловое сопротивление теплоизоляционного слоя, ;

– тепловое сопротивление кожуха, ;

– сопротивление, обусловленное теплоотдачей с поверхности печи в окружающею среду, .

Используя аналогию тепловых характеристик с электрическими (Р≡I, ∆T ≡U, R_т ≡ R_э ) по закону Ома:



Здесь



где – конечная температура нагрева обрабатываемых изделий;

– температура окружающей среды ( );

---

– суммарное тепловое сопротивление ограждений :



Тепловые сопротивления, обусловленные теплоотдачей конвекцией и излучением

Теплоотдача с поверхности нагреваемых изделий и с поверхности печи (кожуха) производится конвекцией и излучением, поэтому

,

,

,

,

Здесь: , ; , ; , ; , – суммарные коэффициенты теплоотдачи, конвекции и излучения; усредненные площади поверхностей теплоотдачи внутренней и внешней (наружной), соответственно.
10000

Список использованных источников
1.

2.

3.

4.

---