![]() Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву ![]() Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Определение термического кпд электрической
ПЕЧИ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Цель работы Экспериментально определить теплосодержание металла после его нагрева, изменение температуры и плотности теплового потока и рассчитать КПД печи. Общие сведения
Электронагрев достаточно широко используется в промышленности, сельском хозяйстве и быту, что обусловлено энергетическими, технологическими, социальными и экологическими преимуществами, присущими этому виду теплогенерации. Электрические печи, установки и агрегаты разнообразны по назначению, конструктивному исполнению, размерам и характерным признакам. Электрические печи классифицируются по способу преобразования электрической энергии в тепловую, по схеме подвода тепла и режиму тепловой обработки, следующим образом: 4. печи сопротивления; 5. индукционные печи; 6. установки диэлектрического нагрева; 7. дуговые печи; 8. электронно-лучевые установки; 9. лазерные установки. Нормальная работа электрической печи возможна только в комплексе с силовым и вспомогательным электрооборудованием и соответствующей аппаратурой. Все это входит в понятие "электропечная установка" как комплекса теплотехнического оборудования, состоящего из трех частей: собственно печи, в которой происходит преобразование электрической энергии в тепловую и нагрев металла; печной электрической подстанции, где размещают необходимое электрооборудование и аппаратуру; пульта управления, на который выводят кнопки и ручки управления электропечной установкой и вспомогательными механизмами печи, а также приборы контрольно-измерительной аппаратуры. Основными параметрами электропечной установки являются: мощность преобразователя электрической энергии или пропорциональная ей тепловая мощность, вводимая в печь; размеры печи (например, объем или определяющий линейный размер); вместимость (садка) печи, т.е. количество металла, выдаваемого печью периодического действия за один цикл или за одну плавку. Для печей непрерывного действия в качестве параметра принимают часовую производительность, характеризующую массовую скорость нагрева. На машиностроительных заводах электрические печи используют для плавления, выдержки и дозированной разливки чугуна, стали, вторичных цветных металлов и сплавов при получении из них фасонного литья (в литейных цехах), для нагрева заготовок перед пластической деформацией (в кузнечных цехах), для термохимической обработки деталей и изделий (в термических цехах) и др. Наиболее широкое применение нашли печи сопротивления, например для сушки стержней и форм в литейных цехах.
Печи сопротивления делятся на несколько групп: 10. печи прямого действия (подвод энергии осуществляется прямо в зону технологического процесса); 11. печи косвенного действия (теплогенерация происходит в нагревательных элементах, обладающих необходимыми электрофизическими свойствами); 12. вакуумные печи сопротивления (нагрев в вакууме или атмосфере инертных газов); 13. плавильные печи сопротивления (печи для плавки – тигельные, камерные, барабанные). При работе электропечной установки имеют место два вида потерь энергии – тепловые потери (в рабочем пространстве печи) и электрические потери (в составных частях электропечной установки). Это приводит к необходимости составлять дополнительно к тепловому балансу энергетические балансы. То есть энергия расходуется: 14. на проведение технологического процесса; 15. нагрев футеровки и конструкции в рабочем пространстве печи; 16. компенсацию тепловых потерь из рабочего пространства печи; 17. компенсацию электрических потерь в составных частях электропечной установки и токовода. Важным критерием оценки эффективности работы печи является коэффициент полезного действия печи (КПД). Различают электрический, термический и общий КПД. Термический КПД представляет собой отношение теплоты, затраченнойна полезную работу, ко всей теплоте, полученной печью:
где Q пол - полезное тепло, Дж. Это тепло, которое расходовалось на нагрев металла (образца):
где m - масса металла (образца), кг; t к, t н - соответственно,конечная и начальная температура металла, 0С; C t к, С t н - массовая теплоемкость металла, соответственно, при конечной и начальной температурах, Дж/(кг·°С); h к, h н - соответственно, конечное и начальное теплосодержание (энтальпия) металла, Дж/кг;
Q прих - теплота, полученная печью за время ее работы, Дж. Для электрических печей, в которых электрическая энергия превращается в тепловую, приход тепла определяется по формуле
Q прих = IU τ, где I - сила тока, А; U - напряжение, В; τ - время прохождения тока, с. Для топливных печей, в которых сжигается топливо, Q прих определяют по формуле Q прих = В Q н р τ,
где В - расход топлива, м3 / с; Q н р - низшая рабочая теплота сгорания топлива, Дж /м3; τ - время работы устройства для сжигания топлива, с. Тепло, затраченное на нагрев металла, можно не только рассчитывать по формулам, но и определить опытным путем. Для этого используют специальные устройства – калориметры. Они представляют собой сосуды с водой, имеющие хорошую теплоизоляцию, устройство для перемешивания воды и термометр для измерения температуры воды. Тепло, полученное металлом в печи, передается им в калориметре воде, температура которой повышается. Это количество теплоты можно определить по формуле с учетом теплоты, затраченной на нагрев сосуда калориметра:
где m в - масса воды в калориметре, кг; Св -теплоемкость воды, Дж/(кг·0С); t к, t н – соответственно, конечная и начальная температура воды и сосуда калориметра, °С; mc - масса сосуда калориметра, кг; Сс - теплоемкость материала сосуда, Дж/(кг·0С). Согласно закону сохранения энергии Q пол должно быть равным Q к. Однако на практике из-за погрешностей при измерениях и использования средних величин Q пол может быть отличным от Q к. При нагреве металла отмечается неравномерность нагрева его как по сечению, так и с течением времени. Это объясняется изменением теплофизических свойств металла с ростом температуры. Поэтому представляет практический интерес определение зависимости скорости повышения температуры металла и плотности теплового потока от времени. Важно также определить, как меняется КПД печи в процессе нагрева. Как уже отмечалось выше, большую часть потерь тепла в электрических печах сопротивления составляют потери тепла теплопроводностью через кладку печи, потери тепла на нагрев кладки печи, потери тепла излучением через открытые окна и щели в кладке печи, потери с горячим воздухом или защитным газом, выходящим через неплотности впечи. В связи с этим термический КПД электрических печей сопротивления в зависимости от вида печи колеблется в широких пределах: 18. печи прямого действия - 19. печи косвенного действия - 20. вакуумные печи - 21. плавильные печи -
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2020-10-24; просмотров: 546; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.137.219.99 (0.012 с.) |