Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Электрическая раздаточная печь с дозирующим устройством. Расчет тепловых процессов

Работа №20377

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

электроэнергетика

Объем работы52
Год сдачи2016
Стоимость5600 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
366
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 3
1 Общее описание комплекса, назначение, принцип действия 6
2 Описание раздаточной печи, построение расчетной модели, описание материалов 22
3 Тепловой расчет 37
Заключение 54
Список используемых источников 55

Совершенствование авиационной и ракетно-космической техники заставляет решать задачу снижения массы летательных аппаратов. Бортовая кабельная сеть (БКС) является «нервной системой» летательных аппаратов и занимает существенную долю их массы (20-25%). Мировой тенденцией снижения массы проводников является использование в качестве основного материала алюминиевых сплавов взамен меди. Однако достигнутые в настоящий момент свойства проволоки из специальных алюминиевых сплавов не обеспечивают одновременно высокой электропроводности и жаропрочности, что критически важно для БКС авиакосмической технике. В связи с этим рабочие температуры алюминиевых проводов БКС не превышают 100-180°С при требуемых 250°С. При этом существующие промышленные технологии не позволяют с высоким выходом годной продукции изготавливать проволоку из специальных сплавов диаметром менее 0.5мм, что также ограничивает внедрение алюминиевых проводов в авиакосмической техники. Дефицит такой кабельной продукции восполняется отечественными потребителями за счет закупок исключительно импортных проводов и кабелей, что никогда не приветствовалось Государственным заказчиком.
Зарубежные производители авиатехники в последние годы активно занимаются разработкой и внедрением алюминиевых проводов. Так, например, «двухэтажный» AIRBUS А380 является первым самолетом компании, где применены алюминиевые кабели и провода с сечением меньше 5 кв. мм, что позволило дополнительно снизить вес БКС на 500 кг. Для сравнения: это больше половины экономии веса, полученного за счет изготовления из углеволокна центроплана (CentralTorsionBox), на разработку которого были потрачены миллионы евро. В дальнейшем AIRBUS планирует использовать данное решение на A400M и A350XWB. Всего в А380 в 300 из 500 километров проводов и кабелей используется алюминий вместо обычной меди в качестве электрического проводника, что позволило снизить вес БКС на 20%. При этом в качестве проводниковой жилы приходится использовать аналог отечественного сплава АМГ1, имеющего допустимую рабочую температуру только до 180 °С и существенно большее сопротивление по сравнению с чистым алюминием.
Начиная с 2005г, в ходе реализации программы по импортозамещению, АО «Особое конструкторское бюро кабельной промышленности» (ОКБ КП - головное предприятие в РФ, занимающееся разработкой и производством бортовых проводов) проводит ОКР по созданию серии облегченных кабельных изделий для авиационной техники с использованием новых отечественных изоляционных и проводниковых материалов. В настоящее время в АО «ОКБ КП» разработаны бортовые провода с токопроводящими жилами из алюминиевого сплава и комбинированной изоляции марок:
- БК-36-448 и БКЭ-36-448 по ТУ 16.К76-236-2009 сечением от 4 до 95 мм2 с никелевым покрытием, рабочей температурой 200°С;
- БФС-А и БФСЭ-А теплостойкие по ТУ 16-705.405-85 сечением от 4 мм2 до 95 мм2 без покрытия, рабочей температурой 250°С.
Более высокая максимальная рабочая температура отечественных проводов по сравнению с зарубежными достигается за счет использования жилы из сплава алюминия с редкоземельными металлами 01417. При освоении производства проволоки из сплава 01417 существующими технологиями было обнаружено, что из-за крупнозернистой и неоднородной микроструктуры производство проволоки малых диаметров экономически нецелесообразно (высокая обрывность при волочении).
Для решения данной проблемы специалистами ООО «НПЦ Магнитной гидродинамики» совместно с сотрудниками СФУ и ООО «АвиаСпецСплав» была разработана уникальная технология литья в электромагнитный кристаллизатор, которая позволяет получить проволоку из жаропрочных алюминиевых сплавов со структурой, сопоставимой со структурой гранул (порошковая металлургия). При этом технология обеспечивает существенно более высокую производительность, низкую себестоимость, требуемые технические характеристики и высокое качество выпускаемой продукции.
В ООО «НПЦ Магнитной гидродинамики» создан опытно-промышленный литейный комплекс с электромагнитным кристаллизатором производительностью до 20 тонн в год непрерывно-литой заготовки диаметрам 8 мм. На опытно-промышленной установке получены слитки из сплава 01417м, обладающие высокими механическими и электрическими свойствами, сохраняющимися до температуры 250°С. В партнёрстве с ОКБ Кабельной промышленности, и НПЦ АвиаСпецСплав из полученных слитков изготовлены провода для БКС самолетов-амфибий Бе-200, что позволило снизить вес машины на 1 тонну. Разработана технология волочения литой заготовки до 00,5 мм.
В настоящее время стоит задача повышения качества выпускаемой продукции путем стабилизации диаметра слитка, что позволит повысить технологичность переработки изделий в проволоку и начать массовое внедрение алюминиевых проводов в авиакосмическую технику . Для этого необходимо разработать раздаточную печь с системой дозирования, обеспечивающую стабильное поддержание уровня и температуры расплава.
В рамках бакалаврской работы необходимо провести общее описание опытно-промышленного литейного комплекса с электромагнитным кристаллизатором производительностью до 20 тонн в год непрерывно-литой заготовки диаметрам 8мм. Произвести тепловой расчет электрической раздаточной печи с дозирующим устройством. Рассчитать мощность нагревателей, необходимый ток для компенсации тепловых потерь, а так же время плавления 9 кг металла. Рассмотреть структуру слоев футеровки печи.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


В результате выполнения выпускной квалификационной работы был произведен тепловой расчет печи с дозирующим устройством. В процессе выполнения работы была разработана упрощенная расчетная модель печи для выполнения аналитического расчёта тепловых потерь.Расчет произведен в программном пакете Mathcad.
Произведен расчет тепловых потерь в печи при температуре расплава 700 С. Были получены следующие характеристики: тепловые потери в печи, температура внешних поверхностей печи и требуемая мощность нагревателей.
Общие тепловые потери в печи при температуре расплава 700С составили 1359 Вт. Для компенсации тепловых потерь ток в нагревателях должен составлять 13,5 А, что существенно меньше номинального значения. Номинальная мощность нагревателей составляет 4625 Вт, что позволяет при необходимости производит плавку металла в раздаточной печи с дозирующем устройством. В таком случае время плавления 9 кг металла составит 46 минут при загрузке в разогретую печь.



1. Гецелев З.Н. Непрерывное литье в электромагнитный кристаллизатор / З.Н. Гецелев, Г.А. Балахонцев, Ф.И. Квасов, Г.В. Черепок, И.И. Варга, Г.И. Мартынов. - М. : Металлургия, 1983. - 152 с
2. Добаткин В.И. Быстрозакристаллизованные алюминиевые сплавы / В.И. Добаткин, В.И. Елагин, В.М. Федоров. - М.: ВИЛС, 1995. - 341 с.
3. Ефимов, В.А. Специальные способы литья: справочник / В.А. Ефимов, Г.А. Анисович, В.Н. Бабич и др. ; под общ. ред. В.А. Ефимова. - М. : Машиностроение, 1991. - 436 с.
4. Бондарев Б.И.Технологии производства быстрозакристаллизованных алюминиевых сплавов / Б.И. Бондарев, Ю.В. Шмаков. - М. : ВИЛС, 1997. - 231 с.
5. Защита персональных данных пользователей и сотрудников библиотеки: [Электронный ресурс]. - URL: http://bibliotekar.ru/ogneupory/3.htm. - (Дата обращения: 14.05.2016).
6. Керамика-Гжели: [Электронный ресурс]. - URL:
http://old.ceramgzhel.ru/klassificaciiya_ogneupomih_mate/.-(Дата обращения:15.05.2016).
7. ГИРТАБ: [Электронный ресурс].- URL:http://xn--80aceu4bm.xn-- p1ai/p13950083-karton-ogneupornyj-mkrkgl.html. - Картон огнеупорный, МКРКГЛ-450; теплоизоляции печей сталеразливочных ковшей - (Дата обращения: 16.05.2016).
8. STOPHEAT : [Электронный ресурс]. URL:
http://www.3dfabrics.ru/stopheat/(Дата обращения: 17.05.2016).
9. Чередниченко, В.С. Электрические печи сопротивления. Теплопередача и расчеты электропечей сопротивления / В.С. Чередниченко, А.С. Бородачев,В.Д. Дмитриев. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. - 624 с.
10. Телегин, А.С. Конструкция и расчет нагревательных устройств / А.С.Телегин, Н.С.Лебедев. 2-е изд. доп. и перераб. М.Машиностроение, 1975. - 280 с.
11. Сизов В. И. Огнеупорные массы, бетоны и изделия для футеровок агрегатов плавки алюминия / В. И. Сизов, А. М. Гороховский, Е. В. Беклемышев и др. // Алюминий Сибири 2008: сб. научн. статей. - Красноярск: Версо, 2008. -
С. 335-338.
12. Кацевич Л.С. Теория теплопередачи и тепловые расчеты электрических печей. М.: Энергия, 1977. 304 с
13. Чередниченко, В.С. Электрические печи сопротивления. Конструкция и эксплуатация электрических печей сопротивления / В.С. Чередниченко, А.С. Бородачев, В.Д. Дмитриев. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. - 572 с
14. СТО 4.2-07-2014. Стандарт организации. Система менеджмента качества. Общие требования к построению, изложению и оформлению документов учебной и научной деятельности. - Красноярск, 2014.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ