Тепловые расчеты электрических печей

ТЕОРИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ И ТЕПЛОВЫЕ РАСЧЕТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЕЧЕЙ [c.1]

В книге рассматривается теория теплопередачи и приводятся тепловые расчеты электрических печей. [c.2]

В главе третьей Тепловые расчеты электрических печей излагаются сведения, необходимые для практических расчетов тепловых потерь, определения полезного тепла и составления теплового баланса применительно к электрическим печам сопротивления и к дуговым сталеплавильным печам. В соответствии с программой курса, для изучения которого предназначается настоящий учебник, и ввиду ограниченности его объема специфические вопросы тепловых расчетов индукционных печей н [c.3]

В приложениях приводятся справочные таблицы, полезные для тепловых расчетов электрических печей. [c.4]

В подавляющем большинстве практических задач, встречающихся при тепловых расчетах электрических печей, отношение диаметров слоев цилиндрических стенок не превышает 2, а пренебрежение коэффициентом коррекции дает в результате значения тепловых потерь с запасом. Поэтому расчет тепловых потерь теплопроводностью через цилиндрические стенки электрических печей и относящихся к ним теплообменных устройств, как правило, рекомендуется производить по формуле для плоской стенки [c.32]

ТЕПЛОВЫЕ РАСЧЕТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЕЧЕЙ [c.206]

Целью теплового расчета электрической печи обычно служит определение ее потребной и установленной мощности, а также определение ее тепловых параметров, в том числе удельного расхода электроэнергии, теплового к. п. д. и времени разогрева печи. [c.206]

В главе второй Определение времени нагрева и охлаждения загрузки дается методика выбора размеров рабочего пространства и расчета производительности электрической печи, для чего необходимо знать время пребывания загрузки в печи. Основным содержанием этой главы является изложение методов расчета времени нагрева загрузки применительно к двум видам теплового режима электрических печей — режиму постоянства теплового потока и режиму постоянства температуры печи в увязке с энергетическими возможностями садочных и методических электропечей сопротивления. [c.3]

В практических расчетах электрических печей температура у основания выступающего из печи стержня чаще всего неизвестна, а исходной для расчета служит температура стержня внутри печной камеры. Для таких случаев приближенно определить тепловые потери через выступающий из печи стержень можно на основании следующих соображений (рис. 3-4). [c.232]

При расчетах электрических печей следует учитывать потерн тепла с воздухом, охлаждающим электроды, а также через отверстия для вставки элементов, называемые потерями холостого хода. Они могут составлять до 100—150% полезной затраты тепла. Обычно коэффициент запаса К, учитывающий возможность перегрузки пачи или ухудшения ее тепловой изоляции, принимается равным для печей непрерывного действия 1,2— 1,3 и для периодически работающих печей 1,4—1,55. [c.139]

При расчете электрических печей сопротивления тепловой баланс составляют так же, как для пламенных. Но в приходной части баланса Qs следует заменить на т. е, на величину тепла, выделяющегося в нагревателях прп прохождении через них электрического тока. В этом случае будет отсутствовать ряд статей приходной и расходной части баланса. [c.112]

Методика определения тепловых потерь рассматриваемых печей такова же, как для электрических промышленных печей других типов расчеты системы водяного охлаждения и механические также не являются специфическими для индукционных тигельных печей. Поэтому ниже изложены лишь вопросы, относящиеся к определению размеров тигельной печи и ее электрическому расчету. [c.252]

При передаче тепла излучением (в случае радиационного режима работы печи) нагреватели участвуют в лучистом теплообмене с внутренней поверхностью футеровки и нагреваемым металлом. При этом температура поверхности футеровки при достаточно хорошей тепловой изоляции печи близка к температуре нагревательных элементов. Это позволяет в первом приближении принять за теплоотдающую поверхность печи внутреннюю поверхность ее футеровки. Режим тепловой работы печи относится в этом случае к косвенному радиационному. Отсутствие газовой среды, участвующей в лучистом теплообмене, существенно упрощает расчет лучистого теплообмена в электрических печах. Для определения приведенного коэффициента излучения в электрических печах сопротивления (с преимущественно радиационным режимом) можно воспользоваться выведенной ранее ( 3 гл. П1) зависимостью [c.248]

Формула (1-134) рекомендуется рядом авторов для определения теплового потока через плоскую стенку. Однако для практических расчетов тепловых потоков, в частности в электрических печах, она не дает преимущества перед более простой формулой (1-27) и вызывает неоправданное усложнение расчета. Это объясняется следующими соображениями. В формуле (1-134) температуры поверхностей стенки и I2, определяющие поток теплопроводности, неизвестны и их следует находить последовательным приближением, что усложняет расчеты. [c.100]

С учетом переходного процесса от режима нагрева одной зоны к режиму нагрева последующей зоны Г. П. Иванцов [Л. 5] дал следующий графоаналитический метод расчета времени нагрева и построения кривой нагрева загрузки при ступенчатых изменениях интенсивности теплового потока, что характерно для условий агрева в многозонной электрической печи сопротивления (рис. 2-15). Нагрев в первой зоне происходит при постоянном тепловом потоке интенсивностью ди и построение кривой нагрева поверхности и среднего слоя загрузки для этого потока не представляет затруднений. При этом предполагается, что поток <71 существует от начала первой зоны до конца последней зоны нагрева. Далее с начала второй зоны на поток накладывается до конца последней зоны нагрева фиктивный тепловой поток интенсивностью 2Ф = — (< 1—дг). [c.166]

В лабораторных электрических печах к. п. д. имеет ничтожное значение и не является характерным параметром. Поэтому в технической документации промышленных электрических печей обычно даются расчетные значения удельных расходов энергии, а к. п. д. печи представляет некоторый интерес лишь при ее тепловом расчете. [c.208]

Как показывает опыт проектирования электрических печей, тепловые потери через плоскую стенку можно определять с достаточной для технических расчетов точностью по упрощенной формуле [c.215]

Сравнение значений удельных тепловых потоков <70 с д V. с д", как правило, следует проводить не столько в целях уточнения расчетных значений тепловых потерь (такое уточнение обычно находится в пределах точности расчета тепловых потерь), сколько для определения температуры внешней поверхности стенки. Например, для /1— +1 = 900°С при различии в температурах 1п+1— — +1=40°С уточнение тепловых потерь может составить всего лишь около 4,5%, но с точки зрения условий обслуживания электрической печи различие в темпера- [c.219]

При расчете тепловых потерь через футеровку электрических печей сопротивления с контролируемыми атмосферами, содержащими значительное количество водорода, следует учитывать существенное увеличение коэффициентов теплопроводности огнеупорных и теплоизоляционных материалов футеровки за счет высокой теплопроводности водорода. По данным [Л. 34], коэффициенты теплопроводности огнеупорных и теплоизоляционных материалов увеличиваются при наличии водорода в атмосфере печи в диапазоне температур 600—ЮООХ ориентировочно на 30—70% в атмосфере из чистого водорода и на 20—40% в атмосфере, содержащей 50% водорода, а также в атмосфере из диссоциированного аммиака. [c.227]

Приведенная упрощенная методика расчета потерь тепла через выступающий из печи металлический стержень с естественным охлаждением не претендует на высокую степень точности главным образом потому, что оценка средней температуры поверхности выступающей из печи части стержня производится весьма приближенно (отсюда следует также весьма приближенное значение среднего коэффициента теплоотдачи стержня в окружающую среду). Однако такая методика позволяет несложным расчетом определить порядок значений тепловых потерь через стержень, выступающий из печи, что в ряде практических случаев оказывается достаточным при проектировании электрических печей. [c.234]

При проектировании компрессионных электрических печей с газовой атмосферой в связи с интенсификацией конвективного переноса тепла при высоких давлениях большую сложность представляет выбор конструкции и материала теплоизоляции и проведение расчета тепловых потерь печи. [c.293]

Расход топлива в топливных печах или мощность в электрических определяется на основе рассмотренного выше теплового баланса печи. Рекуператоры для подогрева воздуха рассчитывают, как теплообменные аппараты, по уравнениям теории теплообмена. Газовые горелки (форсунки) подбирают по производительности и давлению газа (мазута). Расчет нагревателей электропечей сопротивления проводят по заданной мощности печи, геометрическим размерам и напряжению питающей сети с учетом конечной температуры нагрева материала. [c.177]

Исходя из этого, тепловые устройства выше были разделены на четыре характерные группы по признаку решающего теплового процесса. Поскольку главными, определяющими теплотехническими процессами в печах являются процессы теплообмена, постольку в целях обобщения принципов расчета, конструирования и эксплуатации печей в рамках общей теории тепловой работы в основу должна быть положена классификация по признаку теплообменных процессов. Эю следует из того, что процессы горения и движения газов, например в электрических нагревательных печах вообще отсутствуют, а в топливных печах имеют подчиненное значение и должны быть организованы таким образом,, чтобы обеспечить наилучшее развитие процессов теплообмена. [c.14]

В практике выбора режима термической обработки различных металлических деталей при лабораторных исследованиях, изучении тепловых свойств материалов, конструировании различных терморегулирующих устройств и т. д. приходится принимать во внимание характер кинетических кривых нагрева и охлаждения. Указанному вопросу посвящен ряд работ [1—4], результатами которых можно воспользоваться при расчетах кривых нагрева (охлаждения) реальных печей. В частности, используя результаты этих исследований, нами [5, 6] предпринята попытка разработать метод нагрева и охлаждения по наперед заданному закону. При расчетах использовались основные положения теории регулярного режима. Однако изучение кинетики нагрева лабораторных печей с электрическим обогревом [5] показало, что [c.310]

Дальнейщий тепловой расчет электрической печи включает в себя определение полезной энергии или мощности на нагрев загрузки, энергии или мощности на нагрев вспомогательных устройств, потребной и установленной мощности, а также в случае необходимости определение времени разогрева холодной печи до рабочей температуры. [c.5]

Распространенный в расчетах электрических печей сопротивления метод определения времени нагрева, исходящий из постоянства температуры печи, в большинстве случаев не соответствует реальным условиям теплового режима промышленных электропечей сопротивления с рабочими температурами около 700°С и выше. Для подтверждения этого рассмотрим условия работы обоих основных видов электропечей сопротивления — садочных и методичеок их. [c.148]

В-качестве основы для инженерных расчетов ИПХТ-М и оценки харак-терис тик рабочего процесса в ней в общем случае необходимо определить конфигурацию свободной поверхности жидкого металла и распределения в нем электромагнитного (ЭМ) поля, а также полей скоростей движения и температур. Зачастую можно ограничиться определением формы поверхности (мениска) и ЭМ поля. Этого достаточно для инженерного расчета мощности, выделяющейся в расплаве, тепловых и электрических потерь, а на их основе — выходных данных печи (производительность, КПД) и необходимого источника питания (напряжение, ток, мощность). [c.77]

Аналоговое моделирование. Под этим методом моделирования понимается моделирование, основанное на физических аналогиях между электрическими, механическими, тепловыми и другими явлениями. Например, на основе тепловой и электрической аналогий Л. И. Гутенмахер разработал теорию электрического интегратора для тепловых расчетов металлургических и нагревательных печей. На основе тепловой и гидравлической аналогий Г. П. Иванцов разработал теорию гидравлического интегратора для тепловых расчетов металла. [c.154]

Для расчета охлаждения футерованных электрических печей периодического действия может быть использована разработанная Н. И. Шадрич методика, изложенная в [Л. 31]. Существо методики заключается в следующем. Применительно к условиям естественного охлаждения за счет теплоотдачи с наружной поверхности бесконечной плоской однослойной стенки, предварительно нагретой до установившегося теплового режима, на базе решения дифференциального уравнения теплопроводности рассчитаны кривые охлаждения плоских однослойных стенок печи при различных значениях числа Био. Наряду с этим дается формула, позволяющая определить длительность охлаждения тех же стенок при наличии внутри печи нагретой загрузки, обладающей известным теплосодержанием. [c.205]

В отличие от обычных условий работы электрических печей сопротивления непрерывного действия, в которых футеровка, как правило, выполняется в расчете на возможно меньшие тепловые потери печи при оптимальных по условиям эксплуатации температурах кожуха печи, у дуговых сталеплавильных печей высокие теплоизоляционные качества футеровки стен и свода не только не улучшают, но в ряде случаев ухудшают технико-экономические показатели печей. Это объясняется специфическими условиями работы дуговых сталеплавильных печей, у которых при температуре расплавленного металла около 1600°С внутренняя поверхность огнеупорной кладки стен и свода подвергается разрушающим воздействиям теплового излучения электрических дуг, имеющих температуру 5000—7000°С. В этих условиях для обеспечения удовлетворительной стойкости применяемых в практике "эксплуатации дуговых сталеплавильных печей огнеупорных материалов (даже самого высокого качества) целесообразно добиваться снижения температуры внутренней поверхности футеровки стен и свода за счет отказа от теплоизоляционного слоя футеровки, а в отдельных случаях — за счет принуди- [c.256]

А. С. Микулинский смешивает напряжение и мощность трансформатора с напряжением и мощностью в ванне, пренебрегая потерями в токопро.воде, что делает его формулы не совсем точными он пренебрегает теплопередачей газовых потоков и условиями тепловой изоляции дуг. Использование геометрического подобия при расчете электроплавильных печей неправомерно нельзя не учитывать определяющего влияния распределения градиентов напряжения и газовых потоков на температурное поле. Наконец, лучшая в данное время по сво им показателям печь не может служить шаблоном для будущих печей, так как новые печи должны быть избавлены от недостатков известных и испытанных конструкций и электрических режимов. А. С. Микулинский, уклоняясь от конкретного анализа электрических режимов и конструкций печей, не может вскрыть [c.194]

После составления теплового баланса и вычисления расхода топлива по формуле (1.13) или (1.14), а в случае электрической сушильной печи после расчета расхода электроэнергии по выралссниям (Х.И) и (Х.12) оп- ределяем, пользуясь формулой (I-ll), коэффициент полезного действия топливных сушильных печей. Этот же показатель для электрических печей, работающих периодически (первое выражение) и непрерывно (второе выражение), следующий [c.333]

Чэпмен отмечает важность выбора необходимого метода, например, анализ тепловых балансов процесса выплавки меди в обычных печах либо в электрических дуговых печах, показывает преимущества последнего метода. Однако, если в систему расчетов ввести процесс производства электроэнергии на электростанциях, результаты будут обратными. Следовательно, исследования энергопотребления могут дать полезные результаты только при соблюдении следующих условий [c.271]

Отопление и кондиционирование — еще одна важная область конечного использования энергии, в которой может быть получена экономия. Так, в США в 1985 г. в этой области может быть получена экономия энергии, эквивалентная 50 млн. т нефти в год, и еще 55 млн. т могут быть сэкономлены за счет улучшения изоляции помещений в строительстве [9]. По этому поводу, однако, почти невозможно сделать какие-либо общие выводы. В существующей практике изоляции помещений имеются большие различия между странами и даже внутри крупных стран, так же как в принятой температуре внутри помещений, в расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопительных систем, а также в степени распространения централизованного отопления или тепловых насосов. Если в США возможная экономия энергии определяется более или менее надежно, подобные расчеты для Европы выполнить значительно труднее. В отличие от США здесь наблюдается больщое разнообразие бытовых отопительных систем используются дрова, уголь, природный газ, электрические камины применяются центральные отопительные системы на всех видах топлива, причем большое значение имеют различия в индивидуальных вкусах. В этих условиях вид добровольной экономии мог бы и должен играть важную роль попытки оценить возможности такой экономии делались. Во Франции доля отопления в общем потреблении энергии оценивается в 25 %, поскольку широко используются уголь и дрова с отоплением связаны значительные проблемы загрязнения среды. В 1974 г. в Норвегии исследовалась возможность применения электроэнергии для отопления помещений причем доказывалось, что издержки в этом случае оказываются дополнительными по отнощению к издержкам, связанным с обеспечением электроэнергией обязательных потребителей, и поэтому удельные затраты окажутся вдвое ниже, чем для бытового электроснабжения без отопления. Это пример пропаганды, направленной на обеспечение экономии второго рода, т. е. с использованием усовершенствованных приборов. Поскольку существует мнение о расточительности электроотопления, интересно отметить, что в одной из американских работ 1974 г. [43] указывается, что практически при электроотоплении достигается тот же самый коэффициент преобразования первичных энергетических ресурсов, что и при использовании печей на нефтетопливе. Более того, на электростанциях могут применяться разнообразные виды первичных энергоресурсов разного качества . [c.276]

Структурная схема подсистемы Пилот приведена на рис.38. Важное место в структуре подсистемы занимает графический редактор. Он выполняет две функции. Во-первых, редактор представляет собой управляющую оболочку для работы различных программных крейтов, реализующих такие функции как расчет, обработка запросов к специализированной базе данных и базе данных системы АОНИКА , вывод на экран или на печать различной информации, связанной с проведением сеансов моделирования. Во-вторых, редактор предназначен для создания графических топологических моделей различных физических процессов электрических, тепловых, механических и аэродинамических. В процессе функционирования графический редактор формирует действующую расчётную структуру в топологическом виде, которая в дальнейшем анализируется при помощи единого расчетного модуля в различных режимах (статический анализ, анализ во временной и частотной областях, анализ чувствительности). В процессе моделирования возможно применение принципа динамического изменения параметров элемента схемы или параметра конструкции (тюнинг в реальном масштабе времени). При таком подходе параметр маркируется и изменяется при помощи виртуального тюнера. Процесс изменения параметра сопровождается одновременным отображением результатов анализа в виде графиков и диаграмм. При таком подходе процесс анализа математической модели выполняется в фоновом (скрытом) режиме. [c.94]

Цв том называют способность металла отражать падающие на него световые лучи, например медь красноватого цвета, алюминий серебристо-белого. Плотность характеризуется массой, заключенной в единице объема. Плавление — процесс перехода из твердого состояния в жидкое. Температура плавления железа 1535°С, олова 232°С, меди 1083°С. Теплопроводность — способность металлов поглощать тепло и отдавать его при охлаждении. Лучшей теплопроводностью обладают серебро, медь, алюминий. Теплопроводность учитывается в теплотехнических расчетах. Тепловое расширение — способность металла расширяться при нагревании сжиматься при охлаждении. Это свойство учитывают при строительстве мостовых ферм, железнодорожных путей, при изготовлении подшипников скольжения. Теплоемкостью называют способность мета-лла при нагревании поглощать определенное количество теплоты. Электропг.овод-ность — способность металла проводить электрический ток. Для токонесущих проводов используют ме,дь и алюминий с высокой электропроводностью, а в электронагревательных приборах и печах применяют сплавы с высоким электросопротивлением (нихром, константак, ман- [c.14]

Работа ЭШП с точки зрения теплотехнической позволяет разделить установки на две группы использующие для нагрева только электроэнергию и использующие газ и электроэнергию. Конкурентоспособность ЭШП по сравнению с другими агрегатами в точки зрения расхода энергии зависит от теплового к. п. д. Расчет теплового баланса по опытным данным печей, показанных на рис. 111.6, бив, в условиях, когда над шлаковой ванной находятся торячие продукты сгорания, дал следующее распределение, статей расхода на перегрев металла — 53,5% электрические потери — 10,0% потери через электроды — 20,7% тепловые потери через стенку и подину от металлической и шлаковой ванн—15,8%, что обеспечивает достаточно высокий к. п. д. . [c.257]

Полный цикл печи 242, 243 - Принцип действия 242 - Расчет механический и прочностной 255 параметров водяного охлаждения кристаллизатора 254, 255 теплового баланса шлаковой ванны 253, 254 электрических параметров 252, 253 - Снижение себестоимости металла 245 - Требования безопасности к печам 247 - Элементы конструкции печи колонна, механизм перемещения 248 кристаллизатор, поддон 248, 249 токоподвод к расходуемым электродам, электрододержатель 249 - См. также Переплав элек-трошлаковый сталей высокого качества [c.905]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...