Предварительное задание

Каждый студент должен:

• с помощью [1] выяснить, на что расходуется мощность холостого хода электропечи и чем определяется время работы до заданной температуры.

Рабочее задание

В данной лабораторной работе требуется:

- подробно ознакомиться с экспериментальной установкой;

- определить характер изменения потребляемой печью мощности в процессе разогрева и время разогрева до заданной температуры;

- определить время разогрева до установившегося теплового режима ;

- определить мощность потерь холостого хода печи.

Порядок выполнения работы

Вначале необходимо осмотреть экспериментальную установку и найти расположение всех элементов электрической схемы печи.

С помощью задатчика температуры по шкале потенциометра установить необходимую температуру. Для контроля температуры и потребляемой мощности печи необходимо подключить потенциометр к сети, а прибор К-50 - в силовую цепь.

Затем засечь время по часам и включить печь автоматическим включателем. Через равные промежутки времени по мере разогрева провести запись показаний потенциометра и прибора К-00.

По часам и показаниям потенциометра определить время разогрева печи до заданной температуры. После достижения заданного значения температуры печи необходимо добиться установившегося теплового режима, наступление которого определяется по одинаковому времени включенного и одинаковому времени отключенного состояний печи.

Затем по показаниям прибора К-50 определяется мощность потерь холостого хода как среднее значение за время включенного и выключенного состояния печи для каждого интервала времени "включено - выключено". Для этого по показаниям прибора К-50 определяется потребляемая печью мощность за время включенного состояния, а по часам - продолжительность этого периода. После отключения печи замеряется время остывания печи до повторного включения регулятором.

Перемножив потребляемую печью мощность на время включенного состояния, и разделив полученное значение на суммарное время включенного и выключенного состояний, получаем среднюю во времени мощность, которую потребляет печь в режиме холостого хода.

Рис.4.1. Электрическая печь Рис.4.2. Электрическая схема

сопротивления питания и управления

Указания по обработке результатов измерений

По результатам измерений необходимо:

- построить графики зависимости температуры и потребляемой печью мощности от времени, кривые нанести на одном графике; определить потери холостого хода;

- определить точность автоматического регулирования номинальной рабочей температуры;

- рассчитать относительную погрешность измерений.

Указания по оформлению отчета

Требования к оформлению отчета соответствуют требованиям, изложенным в работе №1

Указания по технике безопасности

Перед началом работы необходимо убедиться в надежности крепления и подсоединения электрических приборов, а также подключения электрической печи к сети и контуру заземления.

При нарушении нормальной работы электропечи необходимо отключить ее от сети и поставить в известность преподавателя.

Контрольные вопросы

1. В чей заключается принцип регулирования температуры в печи?

2. Чем определяется потребляемая печью мощность в режиме холостого хода?

3. Каковы условия наступления установившегося теплового режима печи?

4. Как производится защита печи от короткого замыкания нагревателей?

5. Как определяется величина зоны нечувствительности регулятора температур?

Литература

1. Свенчанский А.Д. "Электрические промышленные печи", М. "Энергия", 1975. 380 с. (для изучения с. 180-201).

Лабораторная работа № 5

Электроконтактный нагрев

Цель работы

Выполнение лабораторной работы направлено на исследование процесса электроконтактного нагрева на установке периодического действия, определение КПД и электрических параметров установки.

Описание установки

Работа проводится на стенде, позволяющем производить нагрев изделий на установке периодического действия. В качестве заготовки используется пруток из нержавеющей стали диаметром 4 мм и длиной 385 мм. Принципиальная электрическая схема установки приведена на рис. 5.1. Питание установки осуществляется от понижающего трансформатора Т1, который имеет следующие параметры:

• мощность Р = 1360 Вт;

• первичное напряжение U₁ =220 В;

• вторичное напряжение U₂ = 5,5 В;

• коэффициент полезного действия η = 0,98.

Понижающий трансформатор Т1 включается в сеть выключателем S2, и при этом загорается сигнальная лампочка. Для защиты установки от коротких замыканий в схеме предусмотрены предохранители В1 и В2. Ко вторичной обмотке трансформатора Т1 подключено нагреваемое изделие R_н. Измерительная часть схемы с помощью трансформаторов Т2, ТЗ, Т4 и переключателей S2, S3 включает в сеть приборы для измерения тока, напряжения и активной мощности на входе и выходе трансформатора Т1 и на нагрузке R_н, а также температуры в 5 точках заготовки. Измерение температуры производится с помощью хромель-алюмелевой термопары и милливольтметра.

Кроме того, на основе проведенных измерений определяются потери в проводах от вторичной обмотки трансформатора до нагрузки, а также их активное и реактивное сопротивления.

В процессе нагрева увеличивается сопротивление нагреваемой заготовки, что приводит к изменению тока в первичной и во вторичной цепи.