Електронагрівальні установки.

& Прочитайте і опрацюйте:

Л4, с 245...252, Л8, с 290...308.

Загальні принципи перетворення електричної енергії на теплову.

При електричному нагріванні тіл електрична енергія перетворюється на теплову. Відбувається цей процес так. У матеріалі, що нагрівається, створюють електричне поле. Якщо матеріал є провідником, то його безпосередньо вмикають в електричну мережу. Під дією поля вільні заряди (електрони, іони) починають рухатись. При цьому вони зустрічають опір з боку нейтральних атомів і молекул та зарядів протилежного знака. На подолання опору заряди витрачають енергію, яка виділяється в речовині у вигляді теплоти.

В матеріалах з поганою електропровідністю (діелектриках) під впливом електричного поля заряди, зв'язані міжмолекулярними силами, орієнтуються або зміщуються в напрямі електричного поля. Зміщення зв'язаних зарядів під дією електричного поля називають поляризацією. Якщо електричне поле змінне, то відбувається безперервне зміщення зарядів. Енергія електричного поля, яка витрачається на поляризацію молекул непровідникових матеріалів, виділяється у вигляді теплоти.

Якщо провідник помістити в індуктор, то під дією електромагнітного поля в провіднику наводиться електричне поле. Вільні заряди починають рухатись. При цьому, як уже було описано вище, в речовині виділяється теплота.

Розрізняють прямий і побічний способи електронагрівання. При прямому способі енергія електричного поля перетворюється на теплову безпосередньо в речовині, що нагрівається. При побічному способі електронагрівання енергія електричного поля перетворюється в теплову в спеціальних нагрівальних пристроях, а потім теплова енергія передається речовині, що нагрівається.

Електротеплові установки класифікують за родом і частотою струму, напругою, способом перетворення енергії, температурою, способом передачі теплової енергії, принципом роботи тощо.

За родом струму розрізняють електронагрівальні установки постійного і змінного струмів, за частотою струму - електронагрівальні установки низької (промислової частоти - 50 Гц), середньої частоти (до 10 кГц) і високої частоти (понад 10 кГц).

За напругою розрізняють електронагрівальні установки напругою до 1000 В і понад 1000 В.

Залежно від способу перетворення електричної енергії на теплову розрізняють електронагрівальні установки з такими способами електронагрівання: опором, електричною дугою, індукційним, діелектричним, електронним, квантовим (інфрачервоний і лазерний).

За способом передачі теплової енергії електронагрівальні установки поділяють на установки прямого і побічного електронагрівання.

За температурою розрізняють електронагрівальні установки низькотемпературні (температура середовища, матеріалу чи виробу не перевищує 400 °С і високотемпературні (з температурою понад 400 °С). Низькотемпературні установки використовують для нагрівання води, повітря, нафтопродуктів, обігрівання приміщень, теплової обробки харчових продуктів тощо.

За принципом роботи розрізняють установки періодичної і безперервної дії. В установках періодичної дії матеріал, що нагрівають, спочатку завантажують в установку, потім нагрівають до певної температури і вивантажують з установки.

Нагрівальні елементи.

Виділення тепла відбувається в нагрівальних елементах, які виготовляють з матеріалів, що мають великий питомий електричний опір, високу механічну міцність і термостійкість. До таких матеріалів належать ніхром та фехраль.

Нагрівальні елементи бувають відкриті, закриті і герметичні. Відкриті елементи виготовляють з ніхромових спіралей, які закріплюють на керамічних ізоляторах. Розжарені до видимого світіння, вони є добрими джерелами інфрачервоного випромінювання.

Закриті елементи виготовляють у вигляді спіралей або дротів, намотаних на електроізоляційний матеріал - слюду, кераміку. Інколи спіралі запресовують в електроізоляційну масу. Такі елементи передають тепло завдяки теплопровідності.

Герметичні трубчасті нагрівальні елементи, які скорочено називаються ТЕНами, виготовляють із стальних, латунних або мідних трубок діаметром 10... 24 мм. Всередині металевої трубки 1 (рис. 3.2.1) вміщують ніхромову спіраль 2, ізольовану від стінок трубки периклазом (прожарений окис магнію) або кварцевим піском 4. Виводи від спіралі 2 у вигляді стальних шпильок 3 виходять із трубки через фарфорові або керамічні ізолятори 5, які герметизують теплостійкими лаками. Засипавши трубку периклазом, його ущільнюють методом вібрації, а потім трубку обтискують — спіраль добре запресовується. Це дає змогу надавати ТЕНам різної форми. ТЕНи виготовляють потужністю від сотень ват до кількох кіловат.

Електричні водонагрівники.

Електричні водонагрівники широко застосовують як пристрої індивідуального користування на об'єктах, де немає централізованого гарячого водопостачання, їх використовують на тваринницьких і птахівницьких фермах, у технологічних процесах автонапування тварин і птиці, приготування кормів, миття посуду та догляду за тваринами. У теплично-парникових господарствах електричні водонагрівники застосовують для нагрівання води, призначеної для поливання рослин, їх вмикають також у системи опалення і гарячого водопостачання окремих виробничих та комунально-побутових приміщень. Для цього розроблені і випускаються елементні електроводонагрівники, джерелом тепла в яких є нагрівальні елементи, що їх виготовляють у вигляді ТЕНів.

Елементні електронагрівники залежно від режиму роботи, схеми ввімкнення і конструкції поділяються на акумуляційні, проточні й комбіновані. Акумуляційні електронагрівники мають нагрівальні резервуари місткістю від 50 до 1600 л. їх вмикають у нічні години провалів у графіку навантажень. Однак завдяки міцній теплоізоляції вони можуть забезпечити цілодобове гаряче водопостачання. При вимкненні з електричної мережі температура води знижується повільно, приблизно на один градус за годину. Системи керування акумуляційними електронагрівниками забезпечують автоматичне ввімкнення, вимкнення і регулювання температури води.

Проточні електроводонагрівники вмикаються у водопровідну мережу. Проходячи через резервуар, у якому розміщені ТЕНи, вода нагрівається, причому температура води на виході залежить від швидкості її руху і перерізу вихідного отвору. У зв'язку з цим проточні водонагрівники характеризуються невеликими габаритами при великій продуктивності.. Однак вмикаються вони в години споживання гарячої води, що збільшує навантаження електричних мереж.

Промисловість країни випускає тепер серію уніфікованих акумуляційних електроводонагрівників УАП замість старої серії ВЭТ. Водонагрівники місткістю 50 і 100 л випускаються в однофазному виконанні, а місткістю 200, 300, 400, 600, 800 і 1600 л — у трифазному виконанні.

У всіх випадках водонагрівників використовуються однакові ТЕНи потужністю 2 кВт. Трубки ТЕНів виготовлені з нержавіючої сталі і закріплені на уніфікованих фланцях, що полегшує їх демонтаж і заміну на випадок пошкодження.

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: