Электротехнологические установки и системы. Теория и расчеты электропечей сопротивления (200,00 руб.)

Стр.4

Стр.5

Стр.6

УДК 621.365(075.8) Ч-462 Рецензенты: д-р техн. наук, профессор А.В. Чичиндаев канд. техн. наук, доцент С.А. Галунин Чередниченко В.С. Ч-462 Электротехнологические установки и системы. Теория и расчеты электропечей сопротивления: учебное пособие / В. С. Чередниченко. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2020. – 292 с. – («Учебники НГТУ»). ISBN 978-5-7782-4133-6 Приведены основные положения теории электропечей сопротивления, включая классификацию, изложены законы теплопередачи, электротехнические и тепловые расчеты нагревателей; рассмотрены вопросы стационарной и нестационарной теплопроводности, свободной и внутренней конвекции, излучения. Содержатся сведения по тепловым расчетам электропечей сопротивления периодического и непрерывного действия, нагрева загрузок различной конфигурации и свойств. Книга предназначена в качестве учебного пособия для магистрантов и аспирантов электротехнических университетов, а также может служить руководством для инженерно-технических работников. УДК 621.365(075.8) ISBN 978-5-7782-4133-6 © Новосибирский государственный технический университет, 2020 © Чередниченко В.С., 2020 4

Стр.4

ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие ........................................................................................................................... 7 Глава 1. Общая характеристика электропечей сопротивления ................................. 9 1.1. Основные понятия и определения ........................................................................... 9 1.2. Области применения электропечей сопротивления ............................................ 11 1.3. Параметры и режимы работы электропечей сопротивления .............................. 18 Глава 2. Теория теплопередачи ...................................................................................... 23 2.1. Теплообмен .............................................................................................................. 23 2.2. Общее понятие температурного поля ................................................................... 27 2.3. Коэффициенты теплопередачи .............................................................................. 28 2.4. Термическое сопротивление .................................................................................. 28 2.5. Теплопроводность ................................................................................................... 29 2.6. Коэффициент теплопроводности ........................................................................... 29 2.7. Основной закон теплопроводности ....................................................................... 30 2.8. Уравнение распространения теплоты в вещественной среде ............................. 33 2.9. Конвективный теплообмен .................................................................................... 44 2.9.1. Уравнение распространения теплоты в газах и жидкостях ...................... 44 2.9.2. Связь между полем температур и полем скоростей в движущейся среде .............................................................................................................. 50 2.9.3. Коэффициент теплоотдачи при конвективном теплообмене ................... 51 2.9.4. Дифференциальные уравнения конвективного теплообмена .................. 56 2.10. Однозначность решения задач теплообмена ...................................................... 60 Методы обеспечения однозначности решения задач ......................................... 60 2.11. Граничные условия ............................................................................................... 65 2.12. Анализ граничных условий .................................................................................. 77 2.13. Начальные условия ............................................................................................... 79 2.14. Теория подобия в теплообмене ............................................................................ 82 2.14.1. Подобие физических процессов .............................................................. 82 2.14.2. Безразмерные переменные и критерии подобия как обобщенные параметры теплопередачи ................................................................................... 85 2.15. Дифференциальное уравнение теплопроводности в безразмерном виде ........ 89 2.16. Безразмерные комплексы ..................................................................................... 95 2.17. Теплообмен излучением ....................................................................................... 99 2.17.1. Основные понятия и определения .......................................................... 99 2.17.2. Законы теплового излучения абсолютно черных тел ......................... 107 2.17.3. Теплообмен излучением в системе нечерных тел ............................... 112 5

Стр.5

2.17.4. Зональный метод расчета теплообмена излучением ........................... 114 2.17.5. Сложный теплообмен ............................................................................. 116 Глава 3. Нагревательные элементы электропечей сопротивления ...................... 119 3.1. Электрический расчет нагревателей ................................................................... 122 3.2. Тепловой расчет нагревателей с теплообменом излучением ............................ 127 3.3. Расчет нагревателей электропечей с конвективным теплообменом ................ 139 Глава 4. Тепловой расчет электропечей сопротивления ......................................... 151 4.1. Особенности теплопередачи и расчет мощности электропечей сопротивления....................................................................................................... 151 4.2. Тепловой расчет футеровки ................................................................................. 161 4.2.1. Теплопередача через плоскую футеровку в стационарных условиях ...................................................................................................... 161 4.2.2. Теплопередача через цилиндрическую футеровку в стационарных условиях ...................................................................................................... 177 4.3. Теплообмен излучением между двумя плоскими телами ................................. 190 4.4. Теплообмен излучением между двумя коаксиальными цилиндрами .............. 193 4.5. Теплообмен излучением в системе плоских экранов ........................................ 198 4.6. Теплообмен излучением в системе коаксиальных цилиндрических экранов .... 200 Глава 5. Нагрев и охлаждение изделий ....................................................................... 203 5.1. Особенности теплопередачи и расчет мощности при прецизионной термообработке ..................................................................................................... 203 5.2. Расчет нагрева и охлаждения изделий ................................................................ 211 Глава 6. Тепловой расчет электропечей непрерывного действия при теплопередаче излучением..................................................................... 227 6.1. Расчет футерованных электропечей .................................................................... 228 6.2. Расчет вакуумных электропечей непрерывного действия с экранной изоляцией .............................................................................................................. 241 Глава 7. Расчет электропечей периодического действия ........................................ 245 Футерованные электропечи, разогреваемые и охлаждаемые вместе с изделием ..................................................................................................................... 245 Библиографический список .............................................................................................. 268 Приложения ....................................................................................................................... 269 Приложение 1. Номограммы для электрического расчета металлических нагревателей электропечей сопротивления с теплопередачей излучением ............................................................................................................. 269 Приложение 2. Номограммы для определения коэффициентов теплоотдачи при вынужденном движении воздуха и газов ..................................................... 275 Приложение 3. Свойства газов ......................................................................................... 286 Приложение 4. Коэффициенты теплового излучения  для некоторых материалов.............................................................................................................. 289 6

Стр.6