 |
2. Электрооборудование электротехнологических установок
|
|
|
|
Задание на 1.
В конспекте ответить на следующие вопросы:
1. Какие установки называюся Электротехнологическими?
2. Классификация электротехлогических установок.
2. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
2. 1. Общие сведения об электротехнологических установках
Общие сведения об электротехнологических установках
Электротехнологическими называются установки, в которых электрическая энергия преобразуется в другие виды энергии с одновременным выполнением технологического процесса.
Развитию электротехнологии способствует развивающаяся энергетика, создание новых источников энергоснабжения, сооружение мощных линий электропередачи и др.
Совершенствование ее влечет за собой создание материалов, обладающих новыми свойствами: высокой прочностью, термостойкостью, устойчивостью к действию агрессивных сред и т. п.
Созданы принципиально новые устройства, разработаны качественно новые принципы конструирования и изготовления электронных микросхем.
Электротехнологические установки имеют результирующее действие на обрабатываемый материал: от электрического тока, от электрических и магнитных полей.
Рисунок 9. 1 - Классификация электротехнологических установок
Это действие при технологическом процессе зависит от состояния вещества изделия. Вещество может находиться в четырех агрегатных состояниях: твердом, жидком, газообразном и плазменном.
Твердое состояние имеют проводники, полупроводники и диэлектрики, металлы и неметаллы, кристаллические и аморфные вещества.
Жидкое состояние у расплавленных металлов, солей, щелочей, оксидов, минеральных и органичных диэлектриков, жидких кристаллов (особая разновидность).
|
|
|
Газообразное состояние имеют сложные активные вещества, создающие в обычных условиях соединения - целевой продукт.
Плазменное состояние имеют вещества в электропроводной среде, обеспечивающие процессы на ионном уровне, и способные быть источником лучистой энергии и средством нагрева.
При комплексном воздействии на любое вещество можно получить много различных технологических операций. К таким операциям относятся: изменение температyры, формы, структypы, состава, свойств вещества и т. д.
По характеру действия на обрабатываемое вещество все электротехнологические установки условно делятся на электротермические, электрохимические, электромеханические и электрокинетические.
Классификация электротехнологических установок представлена на рис. 9. 1.
Задание2.
В конспекте ответить на следующие вопросы:
1. Что является источником теплоты в электротермических установках?
2. Как подразделяются нагревательные элементы по температурным пределам работы?
3. Какие материалы используются для нагревательных элементов?
4. Классификация печей сопротивления.
5. Электрооборудование электрических печей сопротивления
2. 2. Электротермические установки
Электроустановки нагрева сопротивлением.
Принцип действия таких установок основан на законе Джоуля-Ленца.
Количество теплоты, выделяющейся в проводнике, при прохождении по нему электрического тока зависит от сопротивления проводника, электрического тока в цепи, времени его прохождения:
(10. 1)
где Q - количество выделяющейся теплоты, Дж;
I – сила тока, А;
R - сопротивление, Ом.
(10. 2)
где t - время, с;
Р - мощность, выделяющаяся в проводнике, Вт;
|
|
|
U - напряжение, В;
S - площадь сечения проводника, м2;
ρ - удельное сопротивление проводника, Ом× м;
l - длина проводника, м.
Источником теплоты в установках являются нагревательные элементы (НЭ).
Выбор материала и конструкции НЭ определяется особенностями технологического процесса и конструкции установки.
По температурным пределам работы НЭ подразделяют на 3 группы:
- низкотемпературные, нагрев до 230 - 430 0С;
- среднетемпературные, нагрев до 630 - 1030 0С;
- высокотемпературные, нагрев до 2230 - 3030 0С.
Для изготовления НЭ с рабочей температурой до 1230 0С наиболее распространенным материалом являются:
• нихромы –сплав никеля (75-78 %) и хрома (около 25 %);
• фехрали - сплав железа (73 %), хрома (13 %), алюминия (4 %);
• хромоникелевые жаропрочные стали - сплав железа (до 61 %), хрома (22-27 %), никеля (17-20 %).
Для высокотемпературных НЭ наиболее распространены карборунды (спекание кремнезема и угля - SiC), керамика, графит, тугоплавкие металлы (молибден, тантал, вольфрам) и др.
По форме среднетемпературные НЭ выполняются в виде зигзагов (проволочных и ленточных) или спиралей, а высокотемпературные - в виде стержией круглого или квадратного сечения и труб.
Для низкотемпературного нагрева широко применяются трубчатые электронагреватели - ТЭНы.
ТЭН представляет собой металлическую трубку, заполненную тeплoпроводным электроизоляционным материалом, в которой находится электронагревательная спираль.
ТЭНы электробезопасны, могут работать в любой среде, стойки к вибрациям.
Мощность до 15 кВт, напряжение до 380 В, ресурс до 40 тыс. ч., рабочая температура до 730 0С.
Примерами электроустановок нагрева сопротивлением являются: электрические печи сопротивления (ЭПС) и различные нагревательные устройства, обеспечивающие технологические процессы производства.
ЭПС применяются для технологических операций в машиностроении, металлургии, легкой промышленности и т. п.
По исполнению печи выпускаются косвенного и прямого действия, по назначению - нагревательные и плавильные, по режиму работы – периодически и непрерывно действующие.
По конструкции:
• периодического действия - колпаковые, элеваторные, камерные, шахтные;
• непрерывного действия - конвейерные, толкательные, протяжные.
|
|
|
|
|
|
