Нагревание электрическим током

С помощью электрического тока можно производить нагревание в очень широком диапазоне температур, легко регулировать и точ­но поддерживать заданный температурный режим. Все электриче-

 

Рис. 112. Электрическая печь         Рис. ИЗ. Аппарат с ин-

сопротивления:                         дукционным нагревом:

/ — вертикальные секции, 2 — котел. / — змеевик, 2 — мешалка,

3 — донная секция, 4 — огнеупорная 3 — аппарат, 4-~ индукцион-

кладка, 5 — тепловая изоляция, 6—                               ные катушки
опускное устройство печи

ские нагреватели просты по конструкции, компактны и удобны в обслуживании. Однако широкое их применение сдерживается срав­нительно высокой стоимостью затрачиваемой электроэнергии.

В зависимости от способа превращения электрической энергии в тепловую различают нагревание электрическими сопротивления­ми (омический нагрев), индукционный нагрев, высокочастотный нагрев, нагревание электрической дугой.

Нагревание электрическим сопротивлением — наиболее распро­страненный способ. Нагрев осуществляется в электрических печах (рис. 112). Нагреваемый аппарат (котел) 2 имеет вертикальные нагревательные секции / и донную секцию 3. Нагревательные сек­ции изготавливаются из жаростойких сталей с большим омическим сопротивлением и выполняются в виде проволочных спиралей или лент. Эти элементы укреплены на изолирующих шамотных роликах или втулках, расположенных на стальном каркасе. Теплота от раскаленных спиралей и лент передается стенкам нагреваемого аппарата 2. Печь изнутри футеруют огнеупорной кладкой 4 и по­крывают снаружи слоем тепловой-изоляции 5. Для периодического осмотра нагревателей печь снабжается опускным устройством б.

При питании печи трехфазным током 220 или 380 В температу­ру нагрева регулируют переключением отдельных, секций нагрева-

126

тельных элементов со звезды иа треугольник или полным отключе­нием. Нагрев электрическими сопротивлениями позволяет дости­гать температур 1000—1100° С.

Индукционное нагревание основано на использовании теплового эффекта, вызываемого вихревыми токами Фуко, возникающими непосредственно в стенках стального нагреваемого аппарата. Ап­парат с индукционным нагревом подобен трансформатору, первич­ной обмоткой которого служат индукционные катушки, а магнито-проводом и вторичной катушкой — стенки аппарата. На рис. 113 показан реакционный аппарат с внешним индукционным нагревом. На корцусе аппарата 3 крепятся индукционные катушки 4. Кроме того, аппарат снабжен нагревательным паровым змеевиком / и ме­шалкой 2. Для удешевления процесса нагревания массу в аппарате предварительно нагревают паром до 180°<3, а затем включают ин-. дукционный нагрев, позволяющий обеспечить точное поддержание более высоких температур — до 400° С.

Высокочастотное нагревание применяется для материалов, не проводящих электрического тока, — диэлектриков. Принцип высо­кочастотного нагревания заключается в том, что молекулы мате­риала, помещенного в переменное электрическое поле, начинают колебаться с частотой поля, в результате чего поляризуются. Коле­бательная энергия частиц затрачивается на преодоление трения между молекулами диэлектрика и превращается в теплоту непо­средственно в массе нагреваемого материала. Этим способом до­стигается весьма равномерное нагревание материала.

Высококачественный обогрев в химической технологии приме­няют для нагревания пластических масс перед прессованием, для сушки некоторых материалов и других целей. Этот способ нагрева требует сложной аппаратуры для преобразования промышленного переменного тока 50 Гц в высокочастотный с частотой от 10 до 100 МГц. Установка имеет сравнительно низкий КПД и дорога в эксплуатации.

Нагревание электрической дугой осуществляется в дуговых пе­чах за счет пламени дуги, возникающей между электродами. Этим способом удается получить температуры до 3000° С. Дуговые печи применяют для получения карбида кальция и фосфора, а также в металлургии для плавки металлов.

⇐ Предыдущая22232425262728293031Следующая ⇒

Поделиться: