Электронагрев сопративлением. Физическая сущьность и основные достоинства и недостатки метода. Область использования в отрасли АПК.

Если в качестве проводника используют непосредственно само нагреваемое вещество, то осуществляется прямой электронагрев сопротивлением, который называют электроконтактным (а) при нагреве токопроводящих твердых веществ (проводников первого рода) и электродным (б) при нагреве токопроводящих веществ, содержащих воду (проводников второго рода). Существует способ электронагрева в электролите-комбинация электродного нагрева и нагрева газожидкостного слоя, окружающего разогреваемую деталь, в котором выделяется основная доля теплоты. Нагрев способом сопротивления. Он может быть реализован косвенным путем независимо от его агрегатного состояния и электрофизических свойств. Схема, иллюстрирующая такой способ нагрева, (рис. в). Вещество В нагревается за счет теплоты Q, получаемой в отдельном нагревательном элементе НЭ сопротивлением R при протекании тока I. Способ получил название косвенного или элементного электронагрева сопротивлением. ЭНУ прямого и косвенного электронагрева сопротивлением широко распространены в сельскохозяйственном производстве для целей электрообогрева и электроотопления различных производственных и бытовых помещений, нагрева технологической и питьевой воды, термообработки кормов и сушки различной сельскохозяйственной продукции и др. ЭНУ применяют в виде различных электроводонагревателей, электрокалориферов, электрических обогреваемых панелей, ковриков, грелок, манежей, электропечей сопротивления и др. Дуговой электронагрев. Его осуществляют при преобразовании электрической энергии в тепловую посредством электрической дуги, представляющей собой высокотемпературную электропроводящую плазму. Электрическая дуга горит между двумя электродами, к которым подводят напряжение от источника питания (рис. е). При прямом электродуговом нагреве один из электродов представляет собой нагреваемое вещество, например плавящийся металл (рис. ж). Электродуговой нагрев используют в основном для плавки и высокотемпературной резки металлов, их сварки. ЭНУ дугового нагрева выполняют в виде различных электродуговых плавильных печей, сварочных трансформаторов и преобразователей, блоков силовых выпрямителей и тиристоров, установок плазменного нагрева и др., которые широко используют на ремонтных предприятиях и в мастерских при монтаже всевозможных металлоконструкций и ремонте сельскохозяйственной техники. Индукционный электронагрев. Его осуществляют переменным магнитным полем путем помещения токопроводящего вещества, например металлической заготовки (рис. г), внутрь катушки И, называемой индуктором, по которой протекает переменный ток. Этот ток создает переменный магнитный поток Ф, который в соответствии с законом электромагнитной индукции наводит (индуцирует) в токопроводящем веществе В (в металлической заготовке) ЭДС е = -dФ/dt. Под действием индуцируемой ЭДС в заготовке возникают вихревые токи (токи Фуко), нагревающие ее на основании закона Джоуля-Ленца. Схема (рис. г) иллюстрирует прямой индукционный нагрев, при котором индуктор образует как бы первичную обмотку трансформатора с закороченной вторичной обмоткой в виде нагреваемой заготовки. Для индукционного нагрева неэлектропроводных или жидких веществ используют косвенный индукционный нагрев (рис. д). В этом случае вещество нагревают в металлическом цилиндрическом сосуде ЕК, который в свою очередь разогревается индуцируемыми в нем токами, вызываемыми переменным потоком от размещенного на сосуде индуктора И. В зависимости от целей нагрева, размера тел и свойств вещества для индукционного нагрева применяют установки с токами низкой (до 50 Гц), промышленной (50 Гц), средней (до 10 кГц) и высокой (свыше 10 кГц) частоты. Все проводники при прохождении по ним электрического тока нагреваются и отдают тепло окружающей среде (воздуху, жидкости, твердому телу). Температура проводника будет повышаться до тех пор, пока количество тепла, получаемое проводником, не станет равным количеству тепла, отдаваемому проводником окружающей среде. При этом температура достигнет установившегося значения. Температура нагрева проводника зависит от величины тока в проводнике, сечения и материала проводника и условий охлаждения. Температура нагрева проводника не зависит от его длины, так как чем больше длина, тем больше поверхность охлаждения. Если выбрать проводник из какого-либо материала и поместить его в определенные условия охлаждения, то нагрев такого проводника током будет тем больше, чем больше плотность тока в самом проводнике. В целях экономии проводникового материала желательно, чтобы проводник был нагружен наибольшим током. Но для каждого проводника существует температура, выше которой проводник нельзя нагревать по целому ряду причин, в первую очередь по условиям теплостойкости изоляции. Так, например, проводники, имеющие в качестве изоляции резину, в целях предохранения изоляции от порчи не должны нагреваться выше 65°, а проводники с бумажной изоляцией — свыше 80°. Приведем табл. 8 для выбора сечения проводов по длительно допустимой нагрузке на открыто проложенные изолированные шнуры, провода и кабели [4] с медными токопроводящими жилами с резиновой или полихлорвиниловой изоляцией при температуре окружающей среды +25°С и допустимой температуре нагрева + 55° С. |

Данная страница нарушает авторские права?

© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.