Методичка по ЭТУ. Методические указания и контрольные задания по курсу "Электротехнологические промышленные установки" для студентов специальности 140211 "Электроснабжение"
 Скачать 1.13 Mb.
|
|
Контрольные задания. Общие указания При выполнении контрольных заданий следует учесть, что пояснительный текст в работе должен быть кратким, расчеты следует выполнять с написанием всех используемых формул с последующей подстановкой в них числовых значений. Обязательно указываются размерности величин. Схемы, графики и круговая диаграмма, приводимые в контрольных заданиях, должны выполняться аккуратно с использованием стандартных обозначений. После заключительных выводов по работе приводится список использованной литературы, ставится подпись студента и дата выполнения задания. Работы, выполненные с нарушением указанных требований, возвращаются студенту для внесения исправлений. Контрольные задания выполняется по исходным данным, приведенным в таблице. Вариант задания выбирается по последней цифре шифра. Контрольное задание № 1 Задача 1. Электрическая печь сопротивления для нагрева стальных изделий в окислительной атмосфере имеет мощность на фазу  , кВт и напряжение Uф,  .Требуется: 1. Описать принцип работы печи сопротивления (табл. 1). Рассчитать ленточный и проволочный зигзагообразные свободно подвешенные металлические нагреватели при температуре нагрева изделия  ,°C, приняв коэффициент теплового излучения стали  =0,8.3. Выбрать стандартные размеры сечений нагревательных элементов. Уточнить расчёт по удельной поверхностной мощности. Данные для расчета приведены в табл. 2. Таблица 1
Таблица 2
Указания к решению задачи Расчет нагревательных элементов заключается в выборе его материала, определении геометрических размеров, массы нагревателя и силы тока на одну фазу. При выборе материала нагревателя необходимо, чтобы его рабочая температура   была на  выше .По максимальной температуре нагреваемого изделия выбирают материал нагревательных элементов (см. табл.1.1). Таблица 1.1 Основные свойства материалов для нагревательных элементов
Для выбранного материала с учетом его максимальной рабочей температуры и определенной конструкции нагревателя определяют значение допустимой удельной поверхностной мощности нагревателя  (определение значения - см.ниже).Расчетный диаметр (м) нагревателя круглого сечения (проволочный зигзаг, спиральный) определяется по формуле:  ,где  - удельное электрическое сопротивление материала в горячем состоянии,  ; - допустимая удельная поверхностная мощность нагревателя,  .Расчетная длина проволоки на фазу,  : .Для ленточного нагревателя прямоугольного сечения размеры сечения (м) определяются по формуле:   ,где  (рис.1).Обычно для ленточных нагревателей выбирают  в пределах (515) в соответствии с сортаментом выпускаемой ленты. Длина ленты на фазоветвь, : .Допустимая удельная поверхностная мощность нагревателя определяется по формуле:  ,где  - коэффициент эффективности излучения нагревателя находится по табл. 1.2.; - удельная поверхностная мощность идеального нагревателя. Величина коэффициента излучения материала нагревателя  принимается равной (0,640,75).Таблица 1.2 Коэффициент эффективности излучения нагревателя
При расчете необходимо также учитывать изменение удельного электрического сопротивления материала нагревателя  с возрастанием температуры. Полученные расчетные значения диаметра и размеров сечения ленты округляются до ближайших по сортаменту размеров: - для проволочных нагревателей диаметр, мм: 2,0; 2,2; 2,5; 2,8; 3,2; 3,6; 4,0; 4,5; 5,0; 5,6; 6,3; 7; 8; 9; 10; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20. - для нагревателей прямоугольного сечения, мм: 2×10; 1,5×15; 2×15; 2,2×20; 2,5×20; 3×20; 2,2×25; 2,5×25; 3×25; 2,2×30; 2,5×30; 3×30; 2,2×36; 2,5×36; 3×36; 2,2×40; 2,5×40; 3×40. Следует иметь в виду, что для температур более 700°С не рекомендуется принимать диаметр нагревателя менее 5 мм. Для выбранных параметров нагревателей необходимо уточнить расчетную длину нагревателя, рассчитать вес нагревателя, определить действительную поверхностную мощность  и силу тока  , приняв  . Действительную поверхностную мощность рассчитать по фактической поверхности теплоотдачи. Если удельная поверхностная мощность отличается от фактической более, чем на 5%, расчёты повторить.Задача 2. Контактный нагрев стальных заготовок диаметром  , мм и длиной  , мм от температуры  до  производится на установке, активное сопротивление вторичной цепи которой без заготовки  . Определить электрический КПД установки в первоначальный и конечный периоды разогрева и мощность источника энергии. Данные взять из табл. 3.Удельное сопротивление стали при температуре равно  , температурный коэффициент сопротивления - , 1/°С.Таблица 3
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
С,
Ом·м
, 10-3 , 1/°С