Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 14. 6 april 1946 - Vilken yteffekt ger minsta elementkostnad i elektriska motståndsugnar, av L Beuken och Ivar Weibull - Samband mellan yteffekt och elementtemperatur i motståndsugnar
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
13 april 1946
357
naderna. Dessa bestämmas nämligen icke enbart
av materialförbrukningen utan därtill komma
även de av elementbytena förorsakade direkta och
indirekta (driftavbrott) kostnaderna. Dessa senare
variera mycket från fall till fall, varför ingen
allmän metod för deras beräkning kan anges. De till
kurvornas minimipunkter hörande värdena på
yt-effekten böra emellertid icke överskridas.
För två elementmaterial, som ha olika
eldhärdighet men samma relativa livslängdskurva, gäller
även samma samband mellan yteffekt och
materialåtgång per tidsenhet. Det är emellertid
tydligt, att man med hänsyn till de större
utbyteskostnaderna bör välja en lägre yteffekt för det
mindre beständiga materialet.
Som redan anförts gälla de erhållna resultaten
blott för material, som uppvisa en
livslängdskurva enligt fig. 1. För andra material kunna
stora avvikelser förekomma. Ändamålet med
ovanstående betraktelser har emellertid
huvudsakligen varit att visa beräkningarnas princip och
även möjligheten att i vissa fall minska
förbrukningen av elementmaterial genom val av
lämpligare värde på yteffekten.
Litteratur
1. Weibull, I: Zur Frage des Zusammenhangs zwischen
Obcr-flächenbelastung urtd übertemperatur von Elementen elektrischer
Widerstandsöfen. Bull. schweizer. Elektrotechn. Ver. 35 (1944) h. 24;
Tekn. T. 76 (1946) s. 357.
2. Paschkis, V: Elektrische Industriöfen für Weiterverarbeitung.
Berlin 1932, s. 67.
Samband mellan yteffekt
och elementtemperatur
i motståndsugnar
Beräkningen av elementen i en elektrisk motståndsugn
har, sedan ugnens rent värmetekniska data bestämts, till
ändamål att bestämma elementens antal och dimensioner,
lämpligaste placering osv. men även att erhålla en
uppfattning om elementtemperaturen, som i allmänhet är ej
oväsentligt högre än temperaturen hos ugnsväggarna och
chargen. Elementtemperaturen är den viktigaste av de
faktorer, som bestämma elementens livslängd och har
således ekonomiskt stor betydelse.
Det är ej möjligt att annat än i ytterst enkla fall exakt
beräkna ovannämnda storheter — speciellt gäller detta om
elementtemperaturen — och man har därför sökt finna en
enkel och samtidigt tillräckligt generell metod, som ger en
åtminstone storleksordningsmässigt riktig uppfattning om
denna temperatur. Härvid har man stannat vid begreppet
yteffekt, dvs. belastningen per ytenhet av elementets
totalyta, en storhet som närmast skulle svara mot den från
elementet utstrålade energin. Vid de i detta sammanhang
förekommande temperaturerna överföres nämligen den
övervägande delen av värmeenergin genom strålning.
Elementtillverkarna ånge vanligen för varje värde på
ugnstemperaturen ett maximivärde på yteffekten, som ej får
Autoreferat av uppsats i Bull. Schweizer. Elektr.-Ver. 1944 h. 24.
överskridas. Häremot skulle alltså svara ett maximalt
värde på elementets övertemperatur.
Emellertid är yteffekten ett entydigt mått på denna
övertemperatur endast i de fall, att elementet kan stråla fritt
med hela sin yta. I allmänhet äro de geometriska
förhållandena sådana, att detta idealfall icke kan realiseras.
Elementen bestå ju i praktiken aldrig av en rak tråd eller ett
rakt band, utan äro spiraliserade resp. korrugerade, så att
elementets olika delar delvis avskärma varandras
strålning. Vanligen måste elementen dessutom uppläggas på
hyllor eller inläggas i spår i ugnsväggarna, varigenom
ytterligare en stor del av den direkta strålningen
avskärmas. Strålningsvärmets överföring från element till charge
sker alltså till övervägande del indirekt genom reflexion
från olika delar av ugnsväggen.
För att alltså yteffekten skall bli ett entydigt mått på
övertemperaturen bör den hänföras till en ekvivalent
strålningsyta, som är mindre än elementets totala yta.
Denna ekvivalenta yta låter sig icke generellt beräknas
utan beror på ovan antydda geometriska data, vilka
variera från fall till fall.
Beräkningar ha utförts i vissa specialfall1 6 men visa
skiljaktigheter i resultaten, beroende på de olika
approximationer, som vidtagits för att förenkla de ofta ytterst
svårhanterliga räkningarna.
Förutsättes den ekvivalenta ytan bestämd har man endast
att tillämpa den enkla strålningslagen för att erhålla
elementtemperaturen
Q = C - FtkV (Te* — Tu4) (I)
där Q .= den totala effekten,
C <= strålningskonstanten,
Fekt — den ekvivalenta strålningsytan,
Te — elementtemperaturen,
Tu = ugnstemperaturen.
Vid den approximativa beräkningen- utgår man från
Q = E ■ Ftot, där E är yteffekten och Fm elementets totala
yta. Man kan således skriva
Q - E ■ Ftot = C Fm (Tt*’ - 7V) (1 a)
Då Ftot > Fekt, har man Te > Te’, dvs. övertemperaturen
växer mera, ju mindre Feke är. Med hänsyn till
svårigheten att beräkna Fekv bör man således vid den
preliminära elementberäkningen hellre använda ett för lågt än
ett för högt värde på yteffekten.
Ett enkelt exempel på begreppet ekvivalent strålningsyta
är en fritt strålande, tätlindad cylindrisk bandspiral. Den
ekvivalenta ytan är här cylinderns yttre mantelyta, som är
hälften av bandets totala vta (om man bortser från
kanterna) .
Tabell 1. Formkoefficient K/ för olika värden på D/d
och sid
sid D/d
4 5 6 7 8 9 10 11
1,25 2,17 2,27 2,32 2,35 2,38 2,40 2,42 2,44
1,50 2,06 2,17 2,22 2,25 2,28 2,30 2,32 2,34
1,75 1,96 2,07 2,12 2,16 2,19 2,22 2,25 2,27
2,00 1,89 1,99 2,04 2,08 2,12 2,15 2,18 2,21
2,25 1,82 1,92 1,98 2,02 2,06 2,09 2,12 2,15
2,50 1,76 1,86 1,93 1,97 2,01 2,04 2,07 2,10
2,75 1,71 1,81 1,89 1,93 1,97 2,00 2,03 2,06
3,00 1,67 1,77 1,85 1,89 1,93 1,96 1,99 2,02
3,50 1,61 1,70 1,78 1,83 1,87 1,91 1,94 1,97
4,00 1,55 1,64 1,72 1,77 1,81 1,85 1,89 1,92
4,50 1,50 1,58 1,66 1,71 1,75 1,79 1,83 1,86
5,00 1,45 1,53 1,60 1,65 1,70 1,74 1,78 1,81
6,00 1,45 1,46 1,53 1,58 1,63 1,67 1,71 1,74
7,00 1,45 1,46 1,48 1,53 1,58 1,62 1,66 1,69
8,00 1,45 1,46 1,48 1,49 1,54 1,58 1,62 1,65
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
