Матбабаев М. М. “Электр техникаси, электр механикаси ва электр технолгиялари” кафедраси

Конвекция усули - асосан суюқлик ва газларда кузатилади. Бунда ҳажмдаги модданинг иссиқлик энергиясига эга бўлган қисмигина ҳаракатда бўлади. Модда массаси ҳаракати билан бирга ундаги иссиқликни узатиш усули конвектив усулидаги иссиқлик алмашуви усули деб аталади.
Ньютон - Рихман қонунига кўра конвектив иссиқлик алмашуви орқали узатилган иссиқлик энергияси миқдори:

(2.2)

билан аниқланади. Бу ерда:

- конвектив усулида иссиқлик узатиш коэффициенти, Вт/М² К;
- идиш девори ҳарорати, ^оС;
- ташқи мухит ҳарорати; ^оС;
F - конвектив иссиқлик алмашуви юзаси; м².
Нурли иссиқлик алмашуви усули - спектрнинг кўринар ва кўринмас қисмларида электромагнит тўлқинлар кўринишида иссиқлик узатиш усулидир.
Нурли иссиқлик узатиш 0,4 дан 40 мкм гача бўлган тўлқин узунлигида амалга оширилади (0.4 дан 0.8 мкм гача кўринар ёруғлик нурлари ва 0,8 дан 40 мкм гача кўринмас инфрақизил нурлар).
Иссиқликни нурли узатиш усули асосан Стефан - Больцман қонунига бўйсуниб, унга кўра узатилган иссиқлик энергияси миқдори:
(2.3)
билан аниқланади. Бу ерда:
- абсолют қора жисмнинг нурланиш коэффициенти, Вт²/мК;
- жисмнинг қоралик даражаси (абсолют қора жисм учун  = 1).
- абсолют ҳарорат, К.

3-Маъруза. Электр қаршилик печлари.Электр печсозликда ишлатиладиган материаллар.


Режа:
1.Электр печсозликда ишлатиладиган материалларнинг турлари.
2.Электр печсозликда ишлатиладиган материалларга қўйиладиган талаблар.


Таянч иборалар: конструкцион материаллар, электротехник материаллар, оловбардош материаллар, иссиқлик изоляцион материаллар, шамот, динас, магнезит, хромомагнезит, доломит.
Электр печларида юқори ҳароратли зоналар мавжудлиги туфайли уларда одатдаги конструкцион ва электротехник материаллар билан бир қаторда юқори ҳароратда ишлай оладиган ва шунинг учун зарур хоссаларга эга бўлган специфик (махсус) материаллар ҳам қўлланилади.
Бу материалларга қуйидагилар киради :

1. 
   оловбардош материаллар
   
2. 
   иссиқликдан изоляцияловчи материаллар
   
3. 
   қиздирувчи элементларининг материаллари.
   

Оловбардош материаллар печлар иш фазосини – камера ёки ваннани қуриш учун ишлатилади. Улар ёрдамида печь футеровкасининг ички қисми – иссиқликка чидамли қатлам ҳосил қилинади.
Оловбардош материалларга қуйидаги талаблар қўйилади :

1. 
   Оловбардошлик - деформацияланмасдан ва эримасдан юқори ҳароратларга чидаш лаёқати.
   
2. 
   Механик мустаҳкамлик - иссиқликка чидамли қатлам юқори хароратларда ишлов бериладиган жисм, унинг юклаш ва транспортировка қилиш қурилмалари массасини кўтара олиши керак.
   
3. 
   Термик барқарорлик – дарз кетмасдан хароратнинг кескин ўзгаришларига чидамлилик.
   
4. 
   Кичик электр ўтказувчанлик – оловбардош материал электр токи ўтказувчи қисмларга изолятор, устун ва ажратгич сифатида хизмат қилади.
   
5. 
   Кичик иссиқлик ўтказувчанлик – бу кўрсаткич қанча кичик бўлса иссиқлик сарфи шунча кам бўлади.
   
6. 
   Химик нейтраллик. Оловбардош материаллар печда иситиладиган материалларга, иситкичларга ва ишчи фазони тўлдириб турган газларга нисбатан нейтраль бўлиши керак.
   

Оловбардош материалларнинг асосий компонентлари глинозем (Al₂O₃), кремнезем (SiO₂) ва магний оксиди (MgO) ҳисобланади.
Қаршилик печларида оловбардош материаллар сифатида асосан “Шамот” деб номланган, (35-45% Al₂O₃ ва қолган қисми SiO₂ дан иборат бўлган) материал ишлатилади.
Юқори ҳароратли печларда юқори глинозёмли материаллар (алунд, корунд, корракс), цирконий икки оксиди ZrO₂ , хамда кўмир ва графит ишлатилади.
Эритиш печларида динас (SiO₂ 94-97%), магнезит (MgO 95%), хромомагнезит, доломит ва шамот ишлатилади.
Оловбардош материаллар эритиш печларининг таг қисми ва деворларини қоплаш учун кукун кўринишида, ҳамда ғишт ва бошқа хар хил чиройли шаклларда ишлаб чиқарилади.
Иссиқликдан изоляция – иссиқлик исрофини камайтириш учун хизмат қилади. Шунинг учун иссиқликдан изоляция қилувчи материалларга қўйиладиган асосий талаб – юқори даражадаги оловбардошлик ва кичик иссиқлик ўтказувчанликдан иборат.
Изоляцияловчи материаллар ғоваксимон енгил маҳсулотлар бўлиб улар ғиштлар, блоклар ва плиталар шаклларида ишлаб чиқарилади.
Саноатда ишлаб чиқариладиган электр печларида қуйидаги изоляцияловчи материаллар ишлатилади: диатомит, шлакли ва минерал пахталар, перлит, зонолит, асбест асосида комбинациялашган материаллар.
Юқори температурали печларда эса изоляцион материал сифатида графитли хрупка, пахта, войлок ва бошқа юқори оловбардошликка эга бўлган оксидлар ва карбидлар асосидаги пахтасимон ва толали материаллар ишлатилади.
Қиздириш элементлари қаршилик печлари конструкциясининг асосий қисми бўлиб, печлар ишлашининг ишончлилиги ва зарур бўлган технологик режимга риоя қилиниши кўп жиҳатдан уларга боғлиқ.
Қизитиш элементи материалини танлаш печнинг ишлаш ҳарорати ва атмосферасига боғлиқ бўлиб, бу элементларга қуйидаги талаблар қўйилади :

1. 
   юқори температураларда оксидланмаслик хусусияти (иссиқбардошлик),
   
2. 
   юқори хароратларда мустаҳкамликни йўқотмаслик хусусияти (иссиқбарқарорлик)
   
3. 
   юқори даражадаги хароратларда ишлов берилувчанлик, пайвандланиш ва бошқа хусусиятларини сақлаб қолиш.
   

Бундан ташқари қизитиш элементларига ўзига хос специфик талаблар қўйилади:

1. 
   Юқори солиштирма электр қаршилигига эга бўлиш.
   
2. 
   Қаршилик ўзгаришининг кичик температура коэффициентига эга бўлиш. Бу холда қизитиш элементларининг иссиқ ва совуқ ҳолатларидаги қаршиликлари бир биридан жуда кам фарқ қилади.
   
3. 
   Электр қаршилигининг ўзгармаслиги. Материал қаршилиги вақт ўтиши билан ошмаслиги, яъни материал «эскирмаслиги» керак.
   

Ҳароратига қараб қиздириш элементлари қуйидаги турларга бўлинади:

• 
  паст хароратли қиздириш элементлари -500-700 К;
  
• 
  ўрта хароратли қиздирувчи элементлар – 900-1200 К;
  
• 
  юқори хароратли қиздирувчи элементлар – 2500 – 3300 К.
  

Қиздириш элементлари асосан таркибига бир нечта металл кирган қоришмалардан ясалади. Мисол учун нихром деб аталувчи қоришма таркибига 75-85 % никель, 22-27% хром ва бошқа компонентлар киради, ёки фехраль деб аталувчи ўтказгич таркиби 13 % гача хром, 4% гача алюминий ва 83 % гача темирдан иборатдир. Титан бор ва бошқа легирловчилар кушиш орқали қиздирувчи элементларнинг ишчи ҳароратини анча кўтариш мумкин.
Конструкциясига кўра қиздирувчи элементлар (кейинчалик қ.э.) – очиқ конструкцияли қ.э. ва ёпиқ конструкцияли қ.э.ларга бўлинади. Ўз навбатида очиқ конструкцияли қ.э.лар – кесим юзаси доира шаклидаги спиральсимон ва зиг-заг кўринишдаги ҳамда кесим юзаси тўғри тўртбурчак (квадрат) лента кўринишдаги зиг-загсимон қ.э.ларга бўлинади.
Ёпиқ конструкцияли к.э.лар тоифасига паст хароратларда ишловчи трубкасимон к.э. (ТЭН) лар киради.
Ишчи ҳарорати 1200⁰С гача бўлган қаршилик печларида қизитиш элементи материаллари сифатида хром-никель (нихром), хром-алюминий ва хром-никель-алюминий (алюминийли нихром) қотишмалари ишлатилади..
Ишчи ҳарорати 1200⁰ - 1250⁰ С дан юқори бўлган печларда карборундли, дисилицид – молибденли, графитли ёки қийин эрийдиган металлар (молибден, тантал, вольфрам ) дан тайёрланган нометалл қизитиш элементлари қўлланилади. Ишчи ҳарорати 1400⁰С дан юқори бўлган печлар учун тоза, қийин эрийдиган металлардан тайёрланган қизитиш элементлари қўлланилади.