Nguyên lý cơ bản của lò dây điện trở

Nó bao gồm hai phần, dây điện trở và vật liệu cách điện, được sử dụng để chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng nhiệt và Lò có thể đạt đến nhiệt độ cần thiết và phân phối nhiệt độ phù hợp. Bên cạnh đó, thân lò cũng bao gồm ống lò, giá lò, vỏ, thiết bị đầu cuối, v.v. Ống lò được sử dụng để đặt vật liệu thử, vỏ lò chứa vật liệu cách nhiệt, lò hỗ trợ thân lò, và thanh đầu cuối được kết nối với dây cấp điện và dây điện trở.

Lò điện trở là một thiết bị có thể chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng sưởi ấm, khi dòng điệnI đi qua dây dẫn của điện trở R, nó có thể tạo ra năng lượng nhiệt Q sau khoảng thời gian t.

Mục đích của cơ thể gia nhiệt điều khiển đạt được bằng cách điều khiển I, R và t, Cần phải chọn dây điện trở hợp lý, mặt khác, ngay cả khi dây nối có thể tạo ra đủ nhiệt, lò có thể đạt đủ nhiệt độ cao, mà phần lớn được xác định bởi sự tản nhiệt của lò điện. Trong thực tế, nhiệt độ của lò điện phụ thuộc vào việc làm nóng và làm mát lò. Do đó, khả năng bảo quản nhiệt của lò là rất quan trọng. Cần sử dụng vật liệu cách nhiệt để giảm thất thoát nhiệt.

Dây điện trở thường được chia thành kim loại và phi kim. Trong dây điện kim loại, hợp kim crôm sắt, hợp kim crom, platinum-rhodium, molybdenum, vonfram và tantalum được sử dụng rộng rãi. Dây điện trở phi kim loại bao gồm dây điện trở than chì và dây điện trở silicon carbide.

2. dây điện nối lại

dây điện trở lại

Dây điện trở hợp kim niken-crom thường sử dụng nhiệt độ không được vượt quá 1345oC,

hoặc nó sẽ xảy ra thay đổi pha, trong quá trình sử dụng, chúng tôi không muốn sự thay đổi pha xảy ra, bởi vì nó sẽ thay đổi âm lượng của dây điện trở và rút ngắn tuổi thọ của nó. Trong khi đó, chúng tôi cũng hy vọng nhiệt độ sử dụng của dây điện trở có thể cao hơn .Theo sơ đồ pha của Cr-Ni, kiểm soát tỷ lệ phần trăm của hợp kim nichrom trong vùng giữa các vạch màu vàng có thể tránh được sự thay đổi pha và đạt đến nhiệt độ cao hơn liên quan bằng cách sử dụng dây điện trở.

Loại dây điện trở hợp kim này phù hợp với nhiệt độ dưới 1000oC model mô hình của nó cho Cr20Ni80, Cr15Ni60, hiệu suất của nó được thể hiện trong bảng 1. Loại vật liệu này dễ gia công, có điện trở suất cao và chống oxy hóa, có thể tạo ra Cr203 hoặc Màng oxy hóa NiCr4 ở nhiệt độ cao, nhưng không nên được sử dụng trong việc giảm khí quyển. Hợp kim Ni-Cr rất mềm miễn là nó bị cháy sau khi sử dụng nhiệt độ cao.

Bảng 1 Hiệu suất hợp kim Ni-Cr

Trong phòng thí nghiệm, theo các yêu cầu khác nhau của thiết kế và sản xuất lò điện hầu hết là lò hình ống nhỏ, công suất thường khoảng 10KW. Thiết kế được đề cập ở đây chủ yếu bao gồm xác định công suất, lựa chọn thân máy sưởi điện, lựa chọn vật liệu chịu lửa và vật liệu cách nhiệt.

Sự quyết tâm của quyền lực

Công suất lò điện là một chỉ số để đo kích thước của lò từ vùng năng lượng. Trên thực tế, do sự phức tạp của điều kiện làm mát mạch, rất khó để đảm bảo mất công suất lò và điểm nhiệt độ dưới một công suất chắc chắn. Vì vậy, nó thường dựa vào một số khái niệm cơ bản về phương pháp thực nghiệm hoặc bán thực nghiệm để giúp do đó cân bằng năng lượng

Đối với lò tròn, diện tích bề mặt của ống gia nhiệt được tính toán trước tiên. Sử dụng bếp để bảo quản nhiệt ở mức độ vừa phải, có thể trải nghiệm dữ liệu được phát hiện bởi bảng 2 diện tích bề mặt gia nhiệt công suất 100cm2 trong công suất yêu cầu, sau đó nhân với diện tích bề mặt được làm nóng trong trái tim có được sức mạnh cần thiết.

Bảng 2 công suất cần thiết cho mỗi bề mặt ống 100cm2 ở các nhiệt độ khác nhau.

Ví dụ: đường kính trong của ống là 10cm, chiều dài phần làm nóng là 80cm, dự kiến ​​sẽ được nung nóng đến 1100, công suất mà lò cần trong điều kiện bảo quản nhiệt trung bình.

Bước đầu tiên: để tính diện tích bề mặt bên trong của lò sưởi: S = ∏ * D * L = 3.14 * 10 * 80 = 2513 (cm2)

Theo mẫu 1-4, chúng ta có thể biết rằng cứ 100cm2 diện tích bề mặt của lò sưởi 220w, do đó, tổng công suất của ống lò là:

Mặc dù phương pháp tính toán không nghiêm ngặt, nhưng nó vẫn rất hữu ích trong công việc thực tế.

Tính toán cách nhiệt

Theo nhiệt độ tối đa và không khí làm việc, hãy lựa chọn các loại vật liệu nhiệt. Ví dụ để tạo nhiệt độ tối đa 1100 trong máy bay, có thể chọn dây đốt nóng Cr25Al5 làm yếu tố làm nóng, nhưng phải rõ ràng là cao nhất sử dụng nhiệt độ yếu tố nhiệt điện dùng để chỉ thân nhiệt làm việc trong điều kiện nhiệt độ bề mặt cao nhất trong không khí khô, không chỉ liên quan đến nhiệt độ trời. Bởi vì các điều kiện làm mát khác nhau, nhiệt độ cao nhất của lò nung thấp hơn nhiệt độ cơ thể sử dụng điện cao nhất Ngoài ra, khoảng 100oC. Ngoài ra, phải rõ ràng rằng tải bề mặt của thân nhiệt điện liên quan đến số công suất của lò được nạp bởi thân sưởi điện là lớn, và lượng thân sưởi điện lớn, và lượng của cơ thể sưởi ấm điện thấp, nhưng tải trọng bề mặt của cơ thể sưởi ấm điện trong khu vực bề mặt đơn vị càng cao. Sử dụng điều kiện của fu nhất định công suất tăng, tải trọng bề mặt của cơ thể sưởi điện trong diện tích bề mặt đơn vị, tải trọng bề mặt của cơ thể sưởi ấm lớn và lượng thân nhiệt điện thấp, nhưng tải trọng bề mặt của cơ thể sưởi ấm điện càng cao, tuổi thọ ngắn hơn, do đó, sự lựa chọn phải phù hợp. Có thể 3 là van tải bề mặt của thân nhiệt điện Ni-Cr, một thông số quan trọng trong tính toán thân nhiệt điện. Trong tính toán của thân nhiệt điện cho phép tải bề mặt cần được loại bỏ Normalloy để sử dụng an toàn, để có thể điều chỉnh điện áp. Điện áp làm việc được tính toán thường xuyên trong 200v.

Dưới đây, quy trình tính toán được minh họa bằng ví dụ về lò dây điện trở lại: Kích thước ống lò là 100 * 110 * 1000mm, nhiệt độ lò 1100 ℃ điện áp 220v, không khí oxy hóa, bảo quản nhiệt trung bình lò, chiều dài vùng sưởi ấm là 800mm, cố gắng cho điện trở chiều dài dây và đường kính.

1) tính diện tích nhiệt đới Diện tích bề mặt của vùng nhiệt đới

S = ∏ * D * L = 3,14 * 10 * 800 = 2513cm2

Việc tính toán công suất Từ bảng 3,1100,100 trên mỗi cm2 diện tích lò công suất yêu cầu p = 220w, do đó, năng lượng điện cần có:

2) Việc lựa chọn cơ thể sưởi ấm bằng điện.

Theo yêu cầu và bảng 1-1, có thể chọn dây nhôm crôm sắt Cr25Al5 cho thân máy sưởi điện, theo bảng 1-5, Cr25Al5 ghét điện ở 1100 để cho phép tải diện tích bề mặt cơ thể trong 10w / cm2. bảng 1-1 Cr25Al5 ở 20oC so với điện trở của Po = * là 1,45 / m, hệ số nhiệt độ = (3-4) * 10-5 / ℃, so với điện trở ở 1100oC

sức mạnh của lò

w / cm2 Tải nhiệt bề mặt điện

Biến động V

đường kính mm

đưa hệ số thực tế vào công thức (1-7), chúng ta có thể lấy đường kính của Dây điện sưởi ấm

Việc tính toán chiều dài của dây sưởi điện:

Diện tích mặt cắt của dây điện sưởi ấm

Điện trở nóng

Chiều dài lò sưởi

R- tổng điện trở của lò sưởi

f- diện tích mặt cắt của dây nối

L- chiều dài của lò sưởi

đưa số liệu thực tế vào công thức

Giá trị tải bề mặt của lò sưởi điện Ni-Cr

Kiểm tra tính toán

Tính toán trên là chính xác và có thể được kiểm tra theo công thức tải bề mặt

Đưa dữ liệu liên quan vào công thức (1-12) và nhận được kết quả thấp hơn giá trị tải bề mặt được chọn trong khi thiết kế, do đó, sử dụng an toàn được đảm bảo