Нагревательные печи и устройства
179
ГЛАВА 7.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
7.1. Общие положения и классификация способов электронагрева
Использование электрического тока для процессов нагрева метал-
ла относится к началу прошлого века с открытием закона эквивалент-
ности тепловой и электрической энергии (закон Джоуля – Ленца):
Q
=
U
I
τ
=
I
2
R
τ
,
(7.1)
где
Q
– количество тепла, выделяемое электрическим током при про-
хождении по проводнику, Дж;
U
– напряжение тока, В;
I
– сила тока,
А;
R
- сопротивление проводника, Ом;
τ
– время, с.
В XIX и XX веках рядом русских и иностранных ученых и инже-
неров были разработаны различные устройства для использования
электрического тока в промышленности для нагрева и плавления ме-
таллов.
В настоящее время электропечи, электронагревательные и пла-
вильные устройства используются в самых различных отраслях про-
мышленности: в металлургии, машиностроении, химической, пищевой
и в других отраслях. Для того чтобы лучше охватить разнообразие ус-
тановок для использования электроэнергии в тепловых процессах, рас-
смотрим классификацию их.
По способу превращения электроэнергии в тепловую методы
электронагрева и плавления можно разделить на три группы:
−
электропечи и установки электросопротивления;
−
дуговые электропечи;
−
специальные методы (индукционные устройства, плазматроны, ус-
тановки электронной бомбардировки, лазерные устройства и др.).
Для нагрева используются в основном устройства первого типа,
работающие на основе закона Джоуля – Ленца. Их, в свою очередь,
можно разделить на три группы. Установки прямого нагрева – нагре-
ваемое тело служит сопротивлением в электросети. Сюда относятся
контактный нагрев и нагрев в электролите. Индукционные установки
служат для нагрева металла в переменном электромагнитном поле. В
установках косвенного нагрева тепло выделяется в нагревательных
элементах (резисторах) – металлических, неметаллических и жидких, а
затем уже передается нагреваемому материалу.
