Ηλεκτρικοί θερμαντήρες επαφής

Η θέρμανση με ηλεκτρική επαφή με αντίσταση χρησιμοποιείται για θέρμανση, συγκόλληση με επαφή, πλαστικοποίηση στην αποκατάσταση φθαρμένων εξαρτημάτων και σωληνώσεις θέρμανσης.

Με θέρμανση χρησιμοποιείται ως η κύρια μέθοδος θέρμανσης εξαρτημάτων και λεπτομερειών για την επακόλουθη επεξεργασία υπό πίεση ή θερμική επεξεργασία τους, καθώς και ως αναπόσπαστο μέρος της τεχνολογικής θέρμανσης σε συνδυασμό με άλλες εργασίες στην παραγωγή ημικατεργασμένων ή έτοιμων εξαρτημάτων. Με τη θέρμανση, η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια απευθείας σε μέρη ή λεπτομέρειες που περιλαμβάνονται στο ηλεκτρικό κύκλωμα. Τόσο το συνεχές όσο και το εναλλασσόμενο ρεύμα μπορούν γενικά να χρησιμοποιηθούν για θέρμανση.

Σε εγκαταστάσεις ηλεκτρικών επαφών, το εναλλασσόμενο ρεύμα χρησιμοποιείται ευρέως, καθώς τα ρεύματα που απαιτούνται για θέρμανση σε χιλιάδες και δεκάδες χιλιάδες αμπέρ σε τάση αρκετών βολτ μπορούν να ληφθούν πιο εύκολα μόνο με τη βοήθεια μετασχηματιστών εναλλασσόμενου ρεύματος. Οι εγκαταστάσεις για θέρμανση με ηλεκτρική επαφή εξαρτημάτων ή λεπτομερειών χωρίζονται σε μονής θέσης και πολλαπλών θέσεων (Εικ. 1).

Ρύζι. 1. Σχέδια συσκευών μονής θέσης (α) και πολλαπλών θέσεων με σειριακή (β) και παράλληλη (γ) συμπερίληψη λεπτομερειών σε ηλεκτρικό κύκλωμα: 1-επαφή σύσφιξης για ρεύμα ρεύματος. 2 — θερμαινόμενη λεπτομέρεια. 3 — καλώδιο τροφοδοσίας ρεύματος.

Ανάλογα με τον απαιτούμενο ρυθμό θέρμανσης και την παραγωγικότητα της τεχνολογικής γραμμής, χρησιμοποιείται ένα ή άλλο σχέδιο. Για τεχνικούς και οικονομικούς λόγους, είναι πιο συμφέρουσα η χρήση ενός σχήματος μυοθέσεως με σειριακή σύνδεση των θερμαινόμενων τεμαχίων στο ηλεκτρικό κύκλωμα, καθώς σε αυτή την περίπτωση οποιαδήποτε δεδομένη ταχύτητα παράδοσης των θερμαινόμενων τεμαχίων εξασφαλίζεται από μια σταδιακή αύξηση της θερμοκρασίας τους. σε μια προκαθορισμένη τιμή μετακινώντας τις λεπτομέρειες από τη μια θέση στην άλλη.

Ανεξάρτητα από το σχέδιο συμπερίληψης των θερμαινόμενων μερών στο ηλεκτρικό κύκλωμα, το φορτίο ρεύματος στα σημεία επαφής των επαφών που μεταφέρουν ρεύμα με το θερμαινόμενο τεμάχιο έχει μεγάλη επίδραση στους τεχνολογικούς, ηλεκτρικούς και τεχνικούς και οικονομικούς δείκτες των εγκαταστάσεων ηλεκτρικής επαφής . Η φόρτιση ρεύματος μειώνεται με την ψύξη και την πίεση των επαφών, καθώς και με τη χρήση σφιγκτήρων με ακτινικές και ακραίες επαφές.

Οι μονοφασικές και τριφασικές εγκαταστάσεις ηλεκτρικής επαφής μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε επιχειρήσεις επισκευής. Οι τριφασικές εγκαταστάσεις είναι πιο αποδοτικές από τις μονοφασικές εγκαταστάσεις μιας θέσης ίδιας απόδοσης, καθώς παρέχουν ομοιόμορφο φορτίο στις φάσεις του δικτύου τροφοδοσίας και μειώνουν το τρέχον φορτίο σε κάθε φάση.

Η επιλογή θέρμανσης με ηλεκτρική επαφή και εγκατάσταση θέρμανσης επιλέγεται ανάλογα με τις συγκεκριμένες συνθήκες.

Τα κύρια ηλεκτρικά χαρακτηριστικά των εγκαταστάσεων θέρμανσης με ηλεκτρική επαφή

Για κάθε εγκατάσταση ηλεκτρικής επαφής καθορίζονται οι ακόλουθες παράμετροι σχεδιασμού:

• ισχύς μετασχηματιστή ισχύος,

• το απαιτούμενο ηλεκτρικό ρεύμα στο δευτερεύον κύκλωμα,

• πίεση στο θερμαινόμενο μέρος ή στο τεμάχιο εργασίας,

• αποδοτικότητα

• Συντελεστής ισχύος.

Τα αρχικά δεδομένα για τον υπολογισμό των εγκαταστάσεων ηλεκτρικών επαφών είναι:

• κατηγορία υλικού,

• μάζα του θερμαινόμενου τμήματος και τις γεωμετρικές του διαστάσεις

• τάση τροφοδοσίας,

• χρόνος θέρμανσης και θερμοκρασία.

Φαινόμενη ισχύς, V ∙ A, ενός μετασχηματιστή ισχύος για συσκευή μίας θέσης:

όπου kz = 1,1 ...1,3 — συντελεστής ασφάλειας. F — χρήσιμη ροή θερμότητας. ησύνολο — συνολική απόδοση της εγκατάστασης: ηe — ηλεκτρική απόδοση. ηt — θερμική απόδοση. ηtr — απόδοση μετασχηματιστή ισχύος.

Αντοχή ρεύματος, Α, στο δευτερεύον κύκλωμα όταν το τεμάχιο εργασίας θερμαίνεται σε θερμοκρασία πάνω από το σημείο μαγνητικής μετατροπής

όπου ρ είναι η πυκνότητα του υλικού του τεμαχίου εργασίας, kg / m3. ΔT = T2 — T1 είναι η διαφορά μεταξύ της τελικής T2 και της αρχικής θερμοκρασίας T1 της θέρμανσης του τεμαχίου εργασίας, K. σ2 - επιφάνεια διατομής του τεμαχίου εργασίας, m2.

Ο χρόνος θέρμανσης εξαρτάται από τη διάμετρο του τεμαχίου εργασίας και τη διαφορά θερμοκρασίας κατά μήκος και διατομή. Σύμφωνα με τις τεχνολογικές συνθήκες, η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των εσωτερικών και των επιφανειακών στρωμάτων του θερμαινόμενου τεμαχίου δεν πρέπει να υπερβαίνει τα ΔΤΡ = 100 K. Οι υπολογισμένες και πειραματικές γραφικές εξαρτήσεις για τον προσδιορισμό του χρόνου θέρμανσης δίνονται στη βιβλιογραφία αναφοράς.

Σε πρακτικούς υπολογισμούς, ο χρόνος θέρμανσης, s, κυλινδρικών τεμαχίων με διάμετρο d2 = 0,02 … 0, l m s ΔTP = 100 K μπορεί να προσδιοριστεί από τον εμπειρικό τύπο

Εάν το τεμάχιο εργασίας θερμαίνεται σε θερμοκρασία κάτω από το σημείο μαγνητικής μετατροπής, τότε κατά τον προσδιορισμό του ρεύματος στο δευτερεύον κύκλωμα, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη το επιφανειακό αποτέλεσμα, ο βαθμός επιρροής του οποίου εξαρτάται από τη μαγνητική διαπερατότητα.

Όσον αφορά τη θέρμανση με ηλεκτρική επαφή, η εμπειρική εξάρτηση που καθιερώνει τη σχέση μεταξύ του ρεύματος I2, της σχετικής μαγνητικής διαπερατότητας μr2 του τεμαχίου εργασίας και της διαμέτρου του έχει τη μορφή

Σε πρακτικούς υπολογισμούς, δίνονται συνήθως με διαφορετικές τιμές μr2 και η τρέχουσα ισχύς I2 καθορίζεται από τους τύπους. Η ίδια τιμή ρεύματος που βρέθηκε από τους δεδομένους τύπους (2) και (4) θα είναι η επιθυμητή τιμή σε μια δεδομένη χρονική στιγμή. Σύμφωνα με τις υπολογισμένες τιμές των I2 και Z2, η τάση, V, στο δευτερεύον κύκλωμα δίνεται από την έκφραση

Ρύζι. 2. Εξάρτηση του cosφ των εγκαταστάσεων ηλεκτρικής επαφής από την αναλογία l2 / σ2: 1 — για εγκατάσταση δύο θέσεων με μεταβλητή θέρμανση δύο κενά. 2 — για εγκατάσταση δύο θέσεων με ταυτόχρονη θέρμανση δύο αποθεμάτων. 3 — για εγκατάσταση σε μία θέση.

Κατά τον προσδιορισμό των κύριων ηλεκτρικών χαρακτηριστικών μιας εγκατάστασης ηλεκτρικής επαφής, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη ότι οι φυσικές παράμετροι του εξαρτήματος και οι ηλεκτρικές παράμετροι της εγκατάστασης αλλάζουν κατά τη διαδικασία θέρμανσης. Η ειδική θερμότητα cm και η ειδική ηλεκτρική αντίσταση του αγωγού ρτ αλλάζουν ανάλογα με τη θερμοκρασία και τα cosφ, η και t — ανάλογα με τη θερμοκρασία, την κατασκευή και τον τεχνολογικό τύπο εγκατάστασης και τον αριθμό των θέσεων θέρμανσης.

Σύμφωνα με τις γραφικές πειραματικές εξαρτήσεις (Εικ. 2, 3), το cosφ και το ησύνολο προσδιορίζονται ανάλογα με τον λόγο του μήκους του τεμαχίου εργασίας l2 προς σ2. Οι απαιτούμενες τιμές των S, l2 και U2 μπορούν να ληφθούν αντικαθιστώντας τις αντίστοιχες τιμές των μεταβλητών ποσοτήτων στους τύπους (1), (2), (4) και (5). Σε πρακτικούς υπολογισμούς, οι μέσες τιμές των cm, ρt, η, t και cosφ συνήθως αντικαθίστανται στους τύπους και η μέση τιμή ισχύος, ρεύματος ή τάσης προσδιορίζεται στο υποτιθέμενο διάστημα θερμοκρασίας θέρμανσης.

Ρύζι. 3. Εξάρτηση της συνολικής απόδοσης των εγκαταστάσεων ηλεκτροεπαφής από την αναλογία l2 / σ2: 1 — για εγκατάσταση δύο θέσεων με μεταβλητή θέρμανση δύο τεμαχίων. 2 — για εγκατάσταση δύο θέσεων με ταυτόχρονη θέρμανση δύο τεμαχίων. 3 — για εγκατάσταση σε μία θέση.

Οι μετασχηματιστές ισχύος των εγκαταστάσεων ηλεκτρικής επαφής λειτουργούν σε περιοδική λειτουργία, η οποία χαρακτηρίζεται από τη σχετική διάρκεια ενεργοποίησης

όπου tn είναι ο χρόνος θέρμανσης των κενών, s; t3 — χρόνος εργασιών εκφόρτωσης και μεταφοράς φορτίου, βλ.

Η συνολική ονομαστική ισχύς, kVA, ενός μετασχηματιστή ισχύος, λαμβάνοντας υπόψη το εx, προσδιορίζεται από την έκφραση

Ρύζι. 4. Εξάρτηση της απόδοσης και του συντελεστή ισχύος μιας εγκατάστασης θέρμανσης ηλεκτρικής επαφής από τις διαστάσεις του εξαρτήματος