розташування контактів щодо заготівлі і напрямків відводу тепла від неї теплопровідністю
а - контакти радіальні; б - контакти торцеві; 1 - заготовки;
2 - контакти, 3 - перемички, 4 - трансформатор.
охолодження. Тому при електроконтактні нагріванні впливом перерахованих вище факторів можна знехтувати.
Втрати теплопровідністю. При електроконтактні нагріванні заготовок втрати внаслідок теплопровідності представляють собою досить значну величину, але зазвичай їх не враховують, оскільки вважають, що вони невеликі за порівняно з втратами внаслідок випромінювання і магнітними втратами.
Особливість механізму теплообміну внаслідок теплопровідності полягає в тому, що теплова енергія відводиться від зони деталі, що знаходиться між затискними контактами, в масу контактів і в ненагревающаяся кінці деталі.
На малюнку 4.1 наведені найпростіші схеми розташування затискних контактів щодо заготовок і вказані напрямки відводу теплової енергії від нагрівається частини заготовки.
Найбільша кількість тепла відводиться через затискні токоподводящіе контакти, що виготовляються зазвичай з міді та охолоджуються водою, найменша кількість - у нагріваються (холодні) кінці деталі при радіальних контактах; при використанні торцевих затискних контактів відвід тепла відбувається тільки через контакти.
Інтенсивність відводу тепла залежить від різниці температур між двома дотичними тілами або зонами однієї деталі. У даному випадку такими тілами є контакти та ділянки нагрівається деталі, стикаються між собою, а за наявності холодних кінців - нагріті ділянки заготовки між контактами, контакти і зона холодного кінця у контакту.
Тому залежно від температури контакту, що знаходиться в безпосередній близькості від заготівлі, відвід тепла контактом від заготівлі буде меншим або більшим.
Для зменшення цього виду втрати енергії було б доцільно підтримувати на контактах якомога вищу температуру, а проте це не можна здійснити з наступних міркувань:
а) через можливість місцевих перегрівів у точках контактування внаслідок виділення тепла в контактному опорі;
б) через окислення поверхні контакту і освіти не провідної плівки на ньому.
Освіта плівки окислення призводить до збільшення перехідного контактного опору, а отже, до зростання втрат енергії в ньому; до місцевого перегріву, до зростання температурного перепаду між заготівлею та контактом, тобто призводить до результатів, протилежних тим, які досягаються при холодному контакті.
Враховуючи цю обставину, в електроконтактних установках передбачають режими роботи з холодними контактами, виготовленими з міді та охолоджуваними водою.
Неохолоджувані контакти, як правило, швидко виходять з ладу, сприяють місцевого перегріву деталей у контактів, виплеску металу, а в кінцевому рахунку - неякісному нагріванню.
При електроконтактні нагріванні відвід тепла контактами від заготівлі небажаний з економічної точки зору, так як це призводить до зниження к. п. д., недогріву кінця деталі під контактами або поблизу останніх; в той же час він сприяє вирівнюванню температури по довжині (на ділянці поблизу контакту), підвищенню терміну служби контактів, поліпшенню умов експлуатації.
На жаль, всі ці питання ще недостатньо досліджені, а тому про них можна говорити тільки в самій загальній формі.
Електричні втрати. Іншою складовою частиною втрат енергії при електроконтактні нагріванні є електричні втрати.
Залежно від типу електронагрівальної установки, конструкції контактів, типорозміру нагрівається деталі та режиму нагріву електричні втрати або приблизно рівні, або більше або менше теплових втрат.
Електричні втрати спостерігаються в наступних елементах електроконтактной установки:
1. У мідних елементах вторинної ланцюга - в токоподводящіх шинах, контактних колодках, затискних контактах, перехідних контактних опорах цих елементів.
2. У обмотках силового трансформатора.
3. У трансформаторному залозі.
4. У металевих деталях конструкції установки. Характерною для електричних втрат є залежність
цих втрат від квадрата сили струму, електричних і магнітних
властивостей матеріалу.
Розглянемо хоча б наближено питання про кожному з перерахованих видів втрат.
Втрати в мідних елементах вторинної ланцюга. Вторинна електричний ланцюг електроконтактной установки складається з вторинної обмотки силового трансформатора, токоподводящіх шин, подконтактних колодок і токоподводящіх затискних контактів.
Потужність втрат в мідних елементах можна виразити формулою:
(13)
де/ 2 - сила струму у вторинній ланцюга в а;
ОЈr i -сума опорів шин, подконтактних колодок, перехідних контактів і т. д.
Обчислення цих опорів зазвичай проводиться за відомими формулами і не предст...
