Электротехнологического процесса нагрева

Расчет необходимого количества тепловой энергии (без учета потерь) для осуществления электротехнологического процесса нагрева может быть проиллюстрирован на примере расплавления металла или сплава (рис. 2.28).

Структура приведенной блок-схемы является универсальной.

В данной блок-схеме вместо рассматриваемого металла или сплава может быть вода, которую необходимо испарить в процессе сушки изделия, или разогрев материала до определенной температуры без изменения агрегатного состояния (в этом случае достаточно определить только ).

Величина подводимой активной мощности к электротермической установке, кВт, определяется по выражению

где - количество тепловой энергии, необходимой для осуществления электротехнологического процесса, ккал;

- время термического воздействия, ч;

- коэффициент полезного действия (КПД) элекротехнологической установки, - электрический КПД; - термический КПД.

В случае если теплоемкость и скрытая теплота плавления или парообразования неизвестны, то расчет количества тепловой энергии проводится с использованием теплосодержания или энтальпии .

Рис. 2.28. Расчет количества тепловой энергии на примере расплавления металла:

- количество тепловой энергии, необходимой для осуществления электротехнологического процесса, ккал;

- удельная теплоемкость материала при разных температурах, ккал/кг×°С;

- масса материала, кг;

- скрытая теплота плавления, ккал/кг;

, - начальная температура металла, °С;

- температура изменения агрегатного состояния металла (переход из твердого в жидкое состояние), °С;

- конечная температура расплава, °С.

Определение количества тепловой энергии через теплосодержание, Дж,производится по выражению

где - масса материала, кг;

- начальное и конечное теплосодержание (при начальной и конечной температуре) материала, Дж/кг.

В этом случае подводимая активная мощность, Вт, определяется по выражению

где - время электротехнологического процесса, с.

Определение количества тепловой энергии через энтальпию, Вт×ч, производится по выражению

где - энтальпия, Вт×ч/кг;

- масса материала, кг.

В этом случае подводимая активная мощность, Вт, определяется по выражению

где - время электротехнологического процесса, ч.

В случае, когда время электротермического воздействия на обрабатываемый материал неизвестно, но задана производительность, активная мощность рассчитываются по выражениям