Термообработка диэлектрических изделий (нагрев)

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 24 Апреля 2013 в 17:48, курсовая работа

Краткое описание

Печь может быть определена как устройство, в котором происходит образование тепла из какого-либо вида энергии и передача его нагреваемому материалу. Нагрев материала преследует различные технологические цели: плавление, термическую обработку, нагрев перед обработкой давлением, сушку и т. д., но во всех случаях главными процессами, определяющими конструкцию и работу печей различного технологического назначения, являются: превращение энергии в тепло и передача тепла материалу. Исключительно большое многообразие применяющихся в промышленности печей вызывает необходимость их классификации. В основу классификации должен быть положен процесс или признак, наиболее существенно определяющий работу, конструкцию печи.

Содержание работы

Введение…………………………………………………………………………..4
Глава 1……………………………………………………………………………..4
1. Классификация конструкций печей…………………………………………..4
1.1. В топливных печах…………………………………………..……………....4
1.2. В электрических печах………………………………………………………5
1.3. В электронно-лучевых печах………………………………………………..5
1.4. В дуговых печах……………..……………………………………………….6
1.5. В индукционных печах……………………………………………………...6
1.6. В печах сопротивления……………………………………………………..6
Глава 2……………………………………………………………………………..8
2.1. Классификация печей нагрева сопротивлением по технологическому назначению………………………………………………………………………..8
2.2. Классификация электрических печей нагрева сопротивления по характеру работы………………………………………………………………….8
2.3. Классификация электрических печей нагрева сопротивлением по температурному режиму………………………………………………………….9
Глава 3……………………………………………………………………………12
3. Типы и конструкции печей сопротивления косвенного нагрева. Электрические печи сопротивления периодического действия………...……12
3.1. Колпаковая печь……………………………………………………………12
3.2. Элеваторная электропечь ………………………………………………….13
3.3. Камерная электропечь ……………………………...………………………14
3.4. Шахтная печь ……………………………………………………………….15
3.5. Конвейерная печь………………………………………………………….16
3.6. Толкательные печи………………………………………………………….17
3.7. Протяжные печи……………………………………………………………18
Использованные материалы:……………………………………………………19

Содержимое работы - 1 файл

Perspektivnye_elektrotekhnologii.doc

— 249.00 Кб (Скачать файл)

Федеральное Государственное  Бюджетное Образовательное Учреждение

Высшего профессионального  образования

«Саратовский государственный  технический университет им. Гагарина Ю.А.»

Кафедра АЭУ

 

 

 

Термообработка диэлектрических изделий (нагрев)

 

 

 

 

Выполнил: студент группы б1ЭЛЭТ11

Энергетического факультета

Горовой А.Ю.

Проверил: д.т.н. профессор  Архангельский Ю.С.

 

Саратов 2013

Оглавление

Введение…………………………………………………………………………..4

Глава 1……………………………………………………………………………..4

1. Классификация  конструкций печей…………………………………………..4

1.1. В топливных печах…………………………………………..……………....4

1.2. В электрических печах………………………………………………………5

1.3. В электронно-лучевых печах………………………………………………..5

1.4. В дуговых печах……………..……………………………………………….6

1.5. В индукционных печах……………………………………………………...6 

1.6. В печах сопротивления……………………………………………………..6

Глава 2……………………………………………………………………………..8

2.1. Классификация  печей нагрева сопротивлением  по технологическому назначению………………………………………………………………………..8

2.2. Классификация электрических  печей нагрева сопротивления по характеру работы………………………………………………………………….8

2.3. Классификация электрических  печей нагрева сопротивлением  по температурному режиму………………………………………………………….9

Глава 3……………………………………………………………………………12

3. Типы и конструкции  печей сопротивления косвенного нагрева. Электрические печи сопротивления периодического действия………...……12

3.1. Колпаковая печь……………………………………………………………12

3.2. Элеваторная электропечь ………………………………………………….13

3.3. Камерная электропечь ……………………………...………………………14

3.4. Шахтная печь ……………………………………………………………….15

3.5. Конвейерная печь………………………………………………………….16 

3.6. Толкательные  печи………………………………………………………….17

3.7. Протяжные  печи……………………………………………………………18

Использованные  материалы:……………………………………………………19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Печь может быть определена как устройство, в котором происходит образование тепла из какого-либо вида энергии и передача его нагреваемому материалу. Нагрев материала преследует различные технологические цели: плавление, термическую обработку, нагрев перед обработкой давлением, сушку и т. д., но во всех случаях главными процессами, определяющими конструкцию и работу печей различного технологического назначения, являются: превращение энергии в тепло и передача тепла материалу. Исключительно большое многообразие применяющихся в промышленности печей вызывает необходимость их классификации. В основу классификации должен быть положен процесс или признак, наиболее существенно определяющий работу, конструкцию печи.

Глава 1.

1.КЛАССИФИКАЦИЯ  КОНСТРУКЦИЙ ПЕЧЕЙ.

Классификацию многочисленных конструкций печей целесообразно проводить по тому признаку, от которого она (конструкция) зависят в наибольшей мере. Таким признаком является способ выделения тепла в рабочем пространстве печи (или в отдельном отопительном устройстве). Исходя из этого, различают две большие группы печей: топливные и электрические.

1.1. В топливных печах химическая энергия топлива (твердого, жидкого или газообразного) при его сжигании превращается в тепло. Сжигание топлива осуществляется с помощью топливосжигающих устройств, конструкции которых являются общими для различных топливных печей. Топливные печи, применяющиеся в машиностроении, относятся к печам-теплообменникам. Тепло, выделяющееся при сжигании топлива, тем или иным образом передается к поверхности нагреваемого материала. В зависимости от способа передачи тепла в топливных печах может осуществляться преимущественно радиационный или конвективный режим.

Так, если преобладает  передача тепла излучением, то режим  работы печей будет радиационным. К печам с радиационным режимом работы относятся практически все плавильные топливные печи (мартеновская печь, печи для плавки чугуна и цветных металлов), а также большая часть нагревательных печей, используемых для нагрева черных металлов перед обработкой давлением и термической обработкой.

Если преобладает передача тепла конвекцией, то режим работы печей соответствует конвективному. К печам с конвективным режимом  относятся некоторые нагревательные печи (для нагрева цветных металлов и сплавов), все сушильные установки, где в качестве сушильного агента используются дымовые газы и воздух, а также ванные печи.

1.2. В электрических печах электроэнергия превращается в тепло, которое передается нагреваемому материалу. Известен ряд методов превращения электроэнергии в тепловую энергию, существенно различающихся между собой и накладывающих отпечаток на конструкцию печей и режим теплообмена в их рабочем пространстве. Устройства для превращения электрической энергии в тепло тесно связаны с конструкцией печи и являются обычно ее неотъемлемой частью. Поэтому они рассматриваются в разделах, посвященных описанию конструкций соответствующих электрических печей. Различают электронно-лучевые печи, дуговые печи, индукционные печи и печи сопротивления.

1.3. В электронно-лучевых печах электрическая энергия превращается в тепловую за счет столкновения электронного потока, ускоренного в вакууме, с поверхностью твердого тела. Эти печи применяются в основном для плавления особо чистых тугоплавких металлов.

1.4. В дуговых печах электрическая энергия превращается в тепло в дуге, горящей в газовой среде или в вакууме. Дуговой разряд в печах прямого действия (с зависимой дугой) протекает между электродами и самим нагреваемым металлом. Эти печи используются для выплавки и расплавления стали и чугуна. В печах косвенного действия (с независимой дугой) разряд протекает между электродами на некотором расстоянии от металла и тепло передается к его поверхности за счет излучения. Печи этого типа применяются в основном для плавления цветных металлов. В дуговых печах преобладает передача тепла излучением расплавляемому материалу от дуги. Эти печи относятся к печам-теплообменникам с радиационным режимом тепловой работы.

1.5. В индукционных печах электрическая энергия превращается в тепло в твердых или жидких телах, помещенных в переменное магнитное поле, за счет возникновения в них вихревых токов (в металлах) или за счет диэлектрических потерь. Индукционные печи и установки высокой частоты без сердечника применяются для плавления стали, чугуна и цветных металлов, для поверхностной термической обработки стальных изделий, а также для нагрева диэлектриков (сушка т. в. ч.). Индукционные печи промышленной частоты со стальным сердечником используются для плавления цветных металлов и нагрева изделий кольцеобразной формы. В этих печах тепло выделяется в самом обрабатываемом материале, и они относятся к печам-теплогенераторам.

1.6. В печах сопротивления электрическая энергия превращается в тепловую при протекании тока через проводники, непосредственно включенные в электрическую цепь. Эти печи делятся на две группы.

Печи прямого действия, где само нагреваемое изделие  служит сопротивлением, включающимся в электрическую цепь, и нагревается  протекающим через него током. Эти  печи являются печами-теплогенераторами, и внешний теплообмен в них практически отсутствует.

Печи косвенного действия — это печи, где тепло выделяется в специальных нагревательных элементах и от них передается нагреваемому материалу излучением или конвекцией. Эти печи являются печами-теплообменниками. В соответствии с этим печи сопротивления косвенного действия могут быть разделены на печи с преимущественно радиационным или конвективным режимом тепловой работы. печам, в которых осуществляется преимущественно радиационный режим теплообмена, относятся печи для плавления легких металлов и сплавов и нагревательные печи, используемые для самых различных целей при нагреве обрабатываемого материала до температуры свыше 900—1000° К.

В топливных и в  электрических печах температура  может изменяться не только во времени, но и по длине печи. Печи, температура которых не изменяется во времени, получили название печей непрерывного действия, а печи с изменяющейся во времени температурой называются печами периодического действия. В печах периодического действия нагрев материала происходит одновременно с разогревом футеровки, которая аккумулирует тепло. В этом случае требуется дополнительное количество тепла на нагрев кладки по сравнению с печами непрерывного действия. Печи периодического действия имеют обычно более или менее постоянную температуру по всему объему рабочего пространства и называются часто камерными печами

Температура печи непрерывного действия, не изменяясь с течением времени в каждой ее точке, может  изменяться по длине печи. При этом обрабатываемые изделия, перемещаясь по поду печи, попадают в зоны с различной температурой. Такие печи получили название методических печей.

Глава 2.

Т.к. наша работа в большей  степени посвящена электрическому нагреву, то  проведём классификацию  печей нагрева во различным типам  назначения

2.1. Классификация печей нагрева сопротивлением по технологическому назначению:

 

По технологическому назначению печи сопротивления косвенного нагрева можно разделить на три  группы:

1) термические  печи для различных видов термической  и термохимической обработки черных и цветных металлов, стекла, керамики, металлокерамики, пластмасс и других материалов;

2) плавильные  печи для плавки легкоплавких  цветных металлов и химически  активных тугоплавких металлов  и сплавов;

3) сушильные  печи для сушки лакокрасочных  покрытий, литейных форм, обмазок сварочных электродов, металлокерамических изделий, эмалей и т. п.

 

2.2. Классификация  электрических печей нагрева  сопротивления по характеру работы:

Электрические печи сопротивления обычно используют для термической обработки изделий, которые должны изменять свою температуру в соответствие с заданным режимом обработки. По первому способу изделие помещается в камеру печи и изменяют температуру внутри камеры в соответствии с графиком обработки, потом изделие выпускают, загружают новое, цикл повторяется. Такой способ принят в печах периодического действия (садочные печи). Есть два вида садочных печей – камерные и шахтные.

Для печи периодического действия (садочной) характерно неизменное положение  нагреваемого тела (садки) в течение  всего времени пребывания в печи. Цикл работы печи включает загрузку, тепловую обработку по заданному режиму и выгрузку. Печь может работать круглосуточно (тогда циклы непрерывно следуют друг за другом) или с перерывами – в одну или две смены.

По второму способу камерные печи сопротивления создают несколько температурных зон в соответствии с требуемым графиком обработки изделия. Обрабатываемое изделие перемещается с заданной скоростью от загрузочного окна к разгрузочному. При такой организации процесса возможно движение изделий непрерывным потоком. Это печи непрерывного действия (методические).

Эти печи используют в условиях серийного производства, автоматизация  технологического процесса предполагает обеспечение:

1. Автоматического перемещения  изделия с заданной скоростью внутри печи.

2. Автоматическую подачу  необработанных изделий и уборки  обработанных.

3. Автоматическая стабилизация t° в температурных зонах печи.

Печи непрерывного действия особенно удобны для работы в поточных технологических линиях с металлообрабатывающими станками и другими агрегатами и устройствами.

 

2.3. Классификация  электрических печей нагрева  сопротивлением по температурному  режиму:

Печи сопротивления  косвенного нагрева разделяются  по температурному режиму на низко-, средне- и высокотемпературные.

У первых верхняя температурная  граница лежит в пределах 600–650°С и процессы теплообмена идут с  значительной или даже преобладающей  ролью конвекции. Низкотемпературные печи часто называют конвекционными печами.

В средне- и высокотемпературных  печах теплообмен внутри печи осуществляется в основном излучением, а доля конвективного теплообмена незначительна. Печи с преобладающим лучистым теплообменом иногда называют радиационными.

Среднетемпературные печи имеют верхнюю температурную  границу 1200–1250 °С, определяемую возможностью применения для нагревательных элементов специальных сплавов сопротивления. Технологические применения этих печей весьма обширны: процессы закалки, нормализации, отжига, термохимическая обработка черных металлов, нагрев под обработку давлением черных и цветных металлов и т. п.

Информация о работе Термообработка диэлектрических изделий (нагрев)