Тема: Способи і пристрої перетворення електричної енергії в теплову План



Скачати 10.32 Kb.
Дата конвертації23.03.2017
Розмір10.32 Kb.

Тема: Способи і пристрої перетворення електричної енергії в теплову

План:

  • Загальні принципи перетворення електричної енергії в теплову.
  • Класифікація електронагрівальних установок
  • Електронагрівання опором

1. Загальні принципи перетворення електричної енергії в теплову.

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.

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.

2. Класифікація електронагрівальних установок

  • Електронагрівальні установки класифікують:
  • за родом струму (постійного і змінного);
  • за частотою струму (низької (промислової) частоти – 50 Гц,
  • середньої – до 10 кГц, високої частоти – понад 10 кГц);

  • за напругою – до 1000 В і вище 1000 В;
  • за способом перетворення електричної енергії на теплову
  • (опором, електричною дугою, індукційним, діелектричним, електронним, квантовим (інфрачервоний і лазерний));

  • за способом передачі теплової енергії (прямого і побічного електронагрівання);
  • за температурою (низькотемпературні – температура середовища, матеріалу чи виробу не перевищує 400°С; високотемпературні – з температурою понад 400°С);
  • за принципом роботи (безперервної і періодичної дії).
  • В установках періодичної дії матеріал, що нагрівають, спочатку завантажують, потім нагрівають до певної температури і вивантажують.

    В установках безперервної дії матеріал, що нагрівають, безперервно проходить через установку і нагрівається за період перебування в ній від початкової до необхідної температури.

3. Електронагрівання опором

Цей спосіб нагрівання може бути прямим або побічним.

Пряме електронагрівання опором буває двох видів:

    • електроконтактне - нагрівання провідників першого роду
    • електродне - нагрівання провідників другого роду.
    • Провідники першого роду (метали, сплави, графіт) мають електронну провідність, а провідники другого роду (недистильована вода, молоко, соковиті і вологі корми тощо) - іонну провідність.

      У твердих і рідких провідниках при проходженні по них електричного струму виділяється теплота, кількість якої визначається за законом Джоуля—Ленца:

      Q= І2*R* t ,

      де, Q - кількість теплоти, Дж; І - сила струму, А;

      R - електричний опір, Ом; t - час, с.


Рис. 1 - Електроконтактне нагрівання

Рис. 2 - Електродне нагрівання

Рис. 3 - Елементне нагрівання

Рис.1 Метали можна нагрівати за допомогою електричного струму. Через контактні пристрої напруга подається до деталі, яка нагрівається при протіканні по ній струму. Такий нагрів отримав назву електроконтактного.

Рис.2 Для нагрівання електроліту електричним струмом до його об’єму, який знаходиться між електродами, підводять напругу. При протіканні струму в електроліті виділяється теплота, яка і викликає його нагрівання.

Рис.3 При побічному нагріванні опором електричний струм проходить по спеціальному пристрою (з металу або сплаву) – нагрівальному елементі. В нагрівальному елементі енергія перетворюється в теплоту, яка передається матеріалу що нагрівається.


Типи електродних систем:


Рис. 4 – Однофазна електродна система з плоскими електродами

Рис. 5 – Однофазна електродна система з циліндричними

коаксіальними електродами

Рис.6 – Трифазна електродна система з плоскими електродами

Рис.7 - Трифазна електродна система з циліндричними коаксіальними

електродами

Рис. 8-Трифазна електродна система з плоскими електродами,

зігнутими під кутом 120°С


Питання для самоперевірки

  • Назвіть способи перетворення електричної енергії в теплову.
  • Як класифікуються електронагрівні установки ?
  • Які є типи електродних систем ?
  • Назвіть принципи нагрівання опором.
  • Електроконтактний нагрів і його застосування.
  • Електродний нагрів і його застосування.
  • Чим відрізняються провідники першого і другого роду ?

Самостійне вивчення

  • 1. Матеріали для нагрівальних елементів.
  • Л[1] c 22-25

  • 2. Нагрівальні проводи і кабелі.
  • Л[1] c 37-38


Скачати 10.32 Kb.

Поділіться з Вашими друзьями:




База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2020
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка