Контрольные задания.
Общие указания
При выполнении контрольных заданий следует учесть, что пояснительный текст в работе должен быть кратким, расчеты следует выполнять с написанием всех используемых формул с последующей подстановкой в них числовых значений. Обязательно указываются размерности величин. Схемы, графики и круговая диаграмма, приводимые в контрольных заданиях, должны выполняться аккуратно с использованием стандартных обозначений. После заключительных выводов по работе приводится список использованной литературы, ставится подпись студента и дата выполнения задания.
Работы, выполненные с нарушением указанных требований, возвращаются студенту для внесения исправлений.
Контрольные задания выполняется по исходным данным, приведенным в таблице. Вариант задания выбирается по последней цифре шифра.
Контрольное задание № 1
Задача 1.
Электрическая печь сопротивления для нагрева стальных изделий в окислительной атмосфере имеет мощность на фазу 
, кВт и напряжение Uф, 
.
Требуется:
1. Описать принцип работы печи сопротивления (табл. 1).
2. Рассчитать ленточный и проволочный зигзагообразные свободно подвешенные металлические нагреватели при температуре нагрева изделия 
,°C, приняв коэффициент теплового излучения стали 
=0,8.
3. Выбрать стандартные размеры сечений нагревательных элементов. Уточнить расчёт по удельной поверхностной мощности.
Данные для расчета приведены в табл. 2.
Таблица 1
| Вариант | Тип печи | Вариант | Тип печи |
| камерная | барабанная | ||
| шахтная | карусельная | ||
| с выдвижным подом | толкательная | ||
| колпаковая | протяжная | ||
| конвейерная | прямого нагрева |
Таблица 2
|
|
| Данные | Варианты | |||||||||
| ||||||||||
| ||||||||||
|
Указания к решению задачи
Расчет нагревательных элементов заключается в выборе его материала, определении геометрических размеров, массы нагревателя и силы тока на одну фазу. При выборе материала нагревателя необходимо, чтобы его рабочая температура 
была на 
выше .
По максимальной температуре нагреваемого изделия выбирают материал нагревательных элементов (см. табл.1.1).
Таблица 1.1
Основные свойства материалов для нагревательных элементов
| Материал | Плот-ность, т/м3 | Удельное электрическое сопротивле-ние при  С,
 Ом·м
| Температурный коэффициент электрического сопротивления, (1/°С)·10-3 | Температура плавления, °С | Максимальная рабочая температура, °С |
| Нихромы: Х20Н80-Н Н20Н80-Т3 Х15Н60-Н | 8.4 8.2 7.9 | 1.1 1.27 1.1 | 0.035 0.022 0.1 | ||
| Железохромо-никелевые сплавы: Х25Н20С2 Х23Н18 | 7.84 7.8 | 0.92 0.9 | 0.38 0.4 | ||
| Нихромы с алюминием; ХН701О Х15Н60Ю3 А | 7.9 7.9 | 1.34 1.21 | - - | ||
| Железохромо-алюмиевые сплавы: ОХ27Ю5А ОХ23Ю5А Х13Ю4(фех- раль) | 7.2 7.27 7.3 | 1.42 1.35 1.26 | 0.022 0.05 0.15 |
Для выбранного материала с учетом его максимальной рабочей температуры и определенной конструкции нагревателя определяют значение допустимой удельной поверхностной мощности нагревателя 
(определение значения - см.ниже).
|
|
Расчетный диаметр (м) нагревателя круглого сечения (проволочный зигзаг, спиральный) определяется по формуле:
,
где 
- удельное электрическое сопротивление материала в горячем состоянии, 
;
- допустимая удельная поверхностная мощность нагревателя, 
.
Расчетная длина проволоки на фазу, 
:
.
Для ленточного нагревателя прямоугольного сечения размеры сечения (м) определяются по формуле:
,
где 
(рис.1).
Обычно для ленточных нагревателей выбирают 
в пределах (5¸15) в соответствии с сортаментом выпускаемой ленты. Длина ленты на фазоветвь, :
.
Допустимая удельная поверхностная мощность нагревателя определяется по формуле:
,
где 
- коэффициент эффективности излучения нагревателя находится по табл.1.2.;
- удельная поверхностная мощность идеального нагревателя.
Величина коэффициента излучения материала нагревателя 
принимается равной (0,64¸0,75).
Таблица 1.2