Маъруза №1 кириш. Саноат печлари ҳАҚида тушунчалар ва уларнинг таснифи

4. Назорат саволлари.
1. Кўп маротаба мажбурий циркуляцияли қозон утилизатор схемасини тушунтириб
беринг.
2. Саноат печининг иссиқлик мувозанати нималардан иборат.
3. Иссиқлик мувозанатини ҳисоблаш формуласини тарифлаб беринг.


МАЪРУЗА 14
ЭЛЕКТР ЭНЕРГИЯСИДА ИШЛАЙДИГАН САНОАТ ПЕЧЛАРИ ҲАҚИДА


Режа:

1. 
   Электр печлар.
   
2. 
   Ёйли қиздириш.
   
3. 
   Плазмали қиздириш.
   
4. 
   Назорат саволлари
   

1. 
   Электр печлар.
   

Замонавий техникага юқори даражадаги соф металл ва қотишмалар зарур. Улар юқори юклама ва ҳароратларда ишлайдиган деталлар (газ турбиналарининг куракчалари, ракета двигателининг қисмлари)ни тайёрлашда қўлланилади. Бу мақсадлар учун ниобий, молибден, тантал, вольфрам ва уларнинг қатнашчилари ишлатилади. Улар таркибида жуда кам миқдорда газ аралашмалари (азот, кислород, водород) ва шунингдек, қаттиқ аралашмалар (углеродли ва бошқалар) бўлса, металларнинг механик хоссалари кескин пасайиб кетади, мўртлиги ошади, пайвандланиши ёмонлашади ва ҳоказо.
Юқори сифатли соф металл ва қотишмалар электр печларида олинади. Электр печларида чуқур вакуум (10-5-10-7 мм.см.уст.гача)ни ҳосил қилиш ва шунингдек, ҳимояловчи атмосферадан фойдаланиш мумкин. Вакуум техникасининг тез ривожланиши натижасида чуқур сийраклик шароитида 30 т. ва ундан оғир соф қуймаларни олиш имкониятига эга бўлинади. Бундай шароитда олинган металлнинг физик ва механик хоссалари кескин яхшиланади. Масалан, вакуумда эритиб олинган пўлатдан ясалган подшипник (турумтак)нинг ишлаш муддати 4-5 марта ортади.
Электрик қиздириш пайтида ишчи камерадаги ҳароратни  1-60С аниқлик билан ростлаш мумкин. Бу олдиндан белгиланган хоссали металлар олиш учун муҳим аҳамиятга эга.
Ҳозирги пайтда саноатда қўлланиладиган электрик қиздириш турларини кўриб чиқамиз.
Қаршилик печларида билвосита қиздириш. Билвосита қиздириш пайтида электр энергиясининг иссиқликга айланиши юқори ички қаршиликга эга бўлган ва иссиқликга чидамли махсус қиздириш элементларида амалга оширилади. Юқори ҳароратларгача қизиган электр элементдан иссиқлик қиздириладиган буюмга нурланиш, конвекция ва иссиқлик ўтказувчанлик йўли билан берилади.
Электр қиздиргич ёрдамида юқори ҳароратгача қиздирилган печнинг ўтга чидамли деворлари буюмга иссиқликни қисман нурланиш йўли билан беради (18б - расм).

18 - расм. Электр термик мосламаларининг ишлаш принципи.
а- тўғри контактли қиздириш; б - қаршилик печида билвосита қиздириш; в - индукцион қиздириш; г - ёйли қиздириш.
Қиздириш элементлари нихром, карборунд, графит, вольфрам, молибден каби материаллардан ясалса, 300-4000С дан то 30000С гача ҳароратларга эришиш мумкин. Бундан ташқари, юқоридаги материаллар қўлланилганда ишчи камерада оксидланиш, тикланиш жараёнларини амалга ошириш ва нейтрал ҳамда вакуумли атмосферани яратиш мумкин бўлади.
Печ истеъмол қиладиган қувват қуйидаги муносабатдан аниқланади:
N= QСЕК = 0,001 I2 R , кВт (1-2)
бунда: QСЕК- печда ажралиб чиқадиган иссиқлик миқдори, Вт;
I - ток кучи, А;
R- қиздириш элементининг қаршилиги, Ом.
Бевосита қиздириш. Тўғридан-тўғри қиздириш усули қўлланилганда қиздириладиган буюмдан ток ўтиши натижасида унда иссиқлик ҳосил бўлади (18а - расм). Қиздириладиган буюмнинг ҳажмида иссиқликнинг ҳосил қилиниши иссиқлик йўқотилишларини кескин камайтириш имконини беради, шунинг учун қиздиришнинг бу усули юқори фойдали иш коэффициентига эга.
Контактли қиздириш ёрдамида узун деталлар, масалан пружина ўрамлари тайёрланадиган металл чивиқлари қиздириб юмшатилади.
Индукцион юқори частотали қиздириш. Индукцион қиздиришнинг ўзига хос томони электр энергиясини ўзгарувчан магнит оқими ёрдамида иссиқликка айлантиришдан иборат. Агар цилиндрик бурама ғалтак (индуктор) дан ўзгарувчан электр токи ўтказилса, у ҳолда ғалтак атрофида ўзгарувчан магнит майдони Фm ҳосил бўлади (18б - расм). Магнит оқими ғалтак ичида энг юқори зичликка эга бўлади.
Индуктор ичига ток ўтказувчи металл буюм жойлаштирилса, унда электр юритувчи куч ҳосил бўлади, унинг оний қиймати қуйидагига тенг :
d Фm
е = ——— ; (1-3)
d
Электр юритувчи куч таъсирида тез ўзгарувчи магнит майдонига жойлаштирилган металлда электр токи ҳосил бўлади. Бу токнинг қиймати материални кесиб ўтувчи магнит оқимига ва магнит оқимини келтириб чиқарувчи токнинг частотасига боғлиқ бўлади.
Индукцион қиздириш усули қўлланилганда бевосита қиздирилаётган материал ҳажмида иссиқлик ажралиб чиқади; бу иссиқликнинг кўп қисми материалнинг сиртқи қатламларида ҳосил бўлади. Энг кўп иссиқлик ажралиб чиқадиган қатлам қалинлиги:
——
 = 5030   /f , cм (1-4)
бунда :  - солиштирма қаршилик, Ом-см ;
 - материалнинг нисбий магнит ўтказувчанлиги ;
f - частота (ўзгарувчан токнинг 1 сек.даги ўзгаришлари сони), Гц.
Келтирилган формуладан кўринадики, берилган металл учун частота ортиши билан фаол қатламнинг қалинлиги камаяр экан. Частота асосан технологик талаблар асосида танланади. Масалан, металларни эритиш учун 50-2500 Гц, қиздириш учун - 10000 Гц. гача ва металл сиртини тоблаш учун эса 30000 Гц. талаб қилинади.
Чўян эритиш пайтида саноат частотаси (50 гц.) қўлланилади, бу қурилманинг умумий ФИКини ошириш имконини беради, чунки частотани ўзгартириш билан боғлиқ бўлган энергия йўқотилишлари содир бўлмайди.
Индукцион қиздириш тезкор усул ҳисобланади, чунки иссиқлик бевосита қиздирилаётган металлнинг ичида ажралиб чиқади, бунинг натижасида индукцион электр печларида нур қайтарувчи алангали печлардагига нисбатан металлни 2-3 марта тез эритиш имконияти яратилади. Индукцион қиздириш ёрдамида 30000С ва ундан юқори ҳароратларга эришиш мумкин.

2.