 |
|
Електроустановки нагрівання опором. Принцип дії, нагрівальні елементи.
Нагрівання опором – відбувається за рахунок виділення теплоти в провідниковому матеріалі при протіканні по ньому електричного стуму і енергії на законі Джоуля-Ленца.
Принцип дії таких установок заснований на законі Джоуля-Ленца.
Кількість теплоти, що виділяється в провіднику, при проходженні по ньому електричного струму залежить від опору провідника, електричного струму в ланцюгу, часу його проходження.
, 
де Q - кількість теплоти, що виділяється, Дж; 
- струм, А; 
- опір , Ом; 
-час, с; Р - потужність, що виділяється в провіднику, Вт; 
-напруга, В; 
- площа перерізу, 
; 
- питомий опір провідника, Ом * м; 
-довжина провідника, м.
Джерелом теплоти в установках є нагрівальні елементи (НЕ).
Вибір матеріалу і конструкції НЕ визначається особливостями технологічного процесу і конструкції установки.
За температурними межами роботи НЕ підрозділяють на 3 групи:
- Низькотемпературні, нагрівання до 230-430 ° С;
- Середньотемпературні, нагрівання до 630-1030 "С;
- Високотемпературні, нагрів до 2230-3030 ° С.
Для виготовлення НЕ з робочою температурою до 1230 ° С найбільш розповсюдженим матеріалом є:
• ніхроми - сплав нікелю (75-78%) і хрому (близько 25%);
• фехралі - сплав заліза (73%), хрому (13%), алюмінію (4%);
• хромонікелеєві жароміцні сталі - сплав заліза (до 61%), хрому (22-27%), нікелю (17-20%).
Для високотемпературних НЕ найбільш поширені карборунда (спікання кремнезему та вугілля ), кераміка, графіт, тугоплавкі метали (молібден, тантал, вольфрам) та ін.
За формою середньотемпературні НЕ виконуються у вигляді зигзагів (проволочну і стрічкових) або спіралей, а високотемпературні - у вигляді стрижнів круглого або квадратного перетину і труб.
Для низькотемпературного нагріву широко застосовуються трубчасті електронагрівачі - ТЕНи.
ТЕН представляє собою металеву трубку, заповнену теплопроводовим електроізоляційним матеріалом, в якій знаходиться електронагрівальна спіраль.
ТЕНи електробезпечні, можуть працювати в будь-якому середовищі, стійкі до вібрацій.
Потужність до 15 кВт, напруга до 380 В, ресурс до 40 тис. год, робоча температура до 730 ° С.
Прикладами електроустановок нагрівання опором є: електричні печі опору (ЕРС) і різні нагрівальні установки, що забезпечують технологічні процеси виробництва.
Застосування в установках прямої і непрямої дії .
В установках прямої дії тепло виділяється безпосередньо у виробі, що нагрівається. Непрямої дії – тепло виділяється в спеціальних нагрівальних елементах (НЕ), а потім передається в об’єкт, що нагрівається.