>
При розрахунку характеристик електроконтактних нагрівальних установок зручно користуватися середньої теплоємністю для заданих температур нагрівання, по якій і визначається теплосодержание, потрібне для нагріву даної маси металу до відповідної температури.
Теплопровідність матеріалу нагрівається деталі і контакту грає досить велику роль при електроконтактні нагріванні і впливає на наступні технологічні показники: на швидкість вирівнювання температури по поперечному перерізі нагрівається деталі і по довжині, а отже, і на продуктивність установки; на можливість оплавлення заготовки під контактами та зварювання деталі з контактом, а це, у свою чергу, позначається на конструкції контактів і допустимому струмі.
Швидкість вирівнювання температури тим швидше, чим більше теплопровідність матеріалу. Тому деталі, що володіють великим коефіцієнтом теплопровідності, меншою мірою схильні до нерівномірного розподілу температури по довжині, так як теплова енергія, виділяється в перехідному контактному опорі, відводиться швидше і в більший обсяг деталі, отже, температура цієї, хоча і більш широкої, зони буде відносно нижче.
Вирівнювання температури по перетину деталі полегшується більшою мірою, чим вище теплопровідність, тому що при цьому теплова енергія, сконцентрована в початковий період нагрівання в порівняно вузькому поверхневому шарі деталі, інтенсивніше відводиться в центральну зону, що призводить до зменшення температурного перепаду між поверхневою і центральної зонами і вирівнюванню температури по довжині.
Отже, величина температурного перепаду по перетину стає менше в тим більшою мірою, чим більше теплопровідність.
Вивчення характеру і ступеня впливу теплопровідності ускладнюється ще й тим, що коефіцієнт теплопровідності, як і теплоємність, змінюється в процесі нагрівання залежно від температури.
Важливу, а іноді й вирішальну роль теплопровідність матеріалу грає при торцевому нагріванні (деталь затискається з торців) і при електроконтактной висадці металів. У цих випадках режим нагріву, швидкість протікання процесу висадки, а отже, і продуктивність, якість нагріву і набору металу або висадка вироби залежать від теплопровідності матеріалу оброблюваної деталі.
Не менш важливе значення має теплопровідність струмопідвідного затискного торцевого контакту, так як від того, наскільки інтенсивно тепло відводиться від нагрівається деталі з торця в товщу контакту, залежить перегрів або недогрів кінця деталі, а також розплавлення і зварювання контактують ділянок деталі й контакту.
Про роль теплопровідності при торцевому нагріванні можна сказати наступне:
1. Якщо теплопровідність матеріалу контакту і деталі мала, то неминучий перегрів кінця деталі.
2. Якщо теплопровідність матеріалу деталі мала, а контакту велика, то кінець деталі буде недогретой, а зона деталі, що знаходиться на невеликому відстані від торця, буде перегріта.
3. Існують оптимальні значення коефіцієнтів теплопровідності матеріалу деталі і контакту, при яких умови нагріву будуть найбільш сприятливими.
Магнітна проникність. Так як при електроконтактні нагріванні використовується змінний струм промислової частоти (50 періодів), то, як вже вказувалося, в нагріваються тілах в і більшою чи меншою мірою спостерігається явище скін-ефекту, вплив якого залежить не тільки від геометричних розмірів поперечного перерізу тіла і його питомої електричного опору, але і від магнітної проникності. Остання робить істотний вплив на наступні характеристики нагрівається деталі і нагрівальної установки: на електричне (активний і реактивний) опір деталі, а отже, і на техніко-економічні показники електроконтактной установки; на ступінь нерівномірності розподілу температури по перетину нагрівається деталі, а отже, і на швидкість нагрівання; па енергетичні характеристики режиму нагріву (струму, потужності та напруги), що змінюються в процесі нагрівання в залежно від зміни магнітної проникності.
Такий вплив магнітної проникності пояснюється тим, що товщина поверхневого шару деталі, в якому концентрується струм, тим менше, чим більше проникність.
Як відомо, сутність явища Скін-ефекту полягає і тому, що електричний струм розподіляється нерівномірно по поперечному перерізі нагрівається деталі, концентруючись в периферійному шарі певної товщини.
Чим більше магнітна проникність, тим менше глибина шару концентрації струму і тим більш різко виражена нерівномірність розподілу струму в цьому шарі.
Дли спрощення розрахунків нерівномірне розподіл змінного струму замінюється умовно струмом постійного значення, рівним струму на поверхні деталі, розподіленому в поверхневому шарі певної товщини, і що носить назву глибини проникнення струму. Остання визначається з умови однакової теплової ефективності нерівномірно розподіленого струму з рівномірно розподіленим на глибину проникнення і рівного за величиною значенням струму на поверхні.
Виходя...
