Electrotermie

CAPITOLUL I

PROBLEME FUNDAMENTALE PRIVIND ECHIPAMENTELE ELECTROTERMICE

1.1. PROBLEME GENERALE

Echipamentul electric - reprezintă orice dispozitiv folosit pentru producerea, transformarea, distribuţia sau utilizarea energiei electrice.

Instalaţia electrică - reprezintă un ansamblu de echipamente electrice interconectate prin diferite legături electrice, plasate într-un spaţiu dat, formând un tot unitar şi având un scop funcţional bine determinat.

Echipamentele folosite pentru realizarea proceselor electrotermice, împreună cu sursele de alimentare, aparatajul de punere în funcţiune şi reglare, reprezintă instalaţiile electrotermice.

Utilizarea instalaţiilor electrotermice oferă o serie de avantaje faţă de instalaţiile de încălzire cu flacără, astfel:

- se pot obţine temperaturi de peste 2000 K;

temperatura poate fi reglată precis;

funcţionarea instalaţiilor electrotermice se caracterizează prin valori reduse ale consumurilor specifice de energie;

pot funcţiona şi în atmosferă controlată, datorită spaţiului de lucru închis;

- procesul tehnologic poate fi complet automatizat;

- gama de puteri este foarte largă de la câteva sute de waţi în cazul aparatelor de uz casnic, la câţiva megawaţi în cazul cuptoarelor industriale;

- spaţiul ocupat de instalaţiile electrotermice este relativ redus.

Din punct de vedere structural, orice instalaţie electrotermică se compune dintr-o sursă de alimentare, reţeaua scurtă şi cuptorul electric (figura 1.1).

Cuptorul electric, reprezintă sistemul în care are loc transformarea energiei electrice în energie termică. Se compune din:

- elemente încălzitoare care produc energia termică (rezistoare, arc electric, bobine, condensatoare);

- incinta de încălzire de formă paralelipipedică (cameră, sau cuvă), tronconică (cuvă), sau cilindrică (creuzet). Pereţii incintei se construiesc, în general, din mai multe straturi de material refractar, termoizolant şi o manta metalică în exterior, pentru consolidarea construcţiei;

- încărcătura care poate fi orice substanţă solidă sau lichidă, metal, dielectric sau semiconductor;

- instalaţii auxiliare de încărcare, descărcare şi transport a încărcăturii, de producere a atmosferei controlate sau a vidului, de răcire cu apă sau cu aer.

1.2. INDICATORI ENERGETICI

Caracterizarea din punct de vedere energetic a instalaţiilor electrotermice se face prin randament, factor de putere, puteri absorbite, consum specific de energie şi productivitate. Bilanţul energiilor şi a puterilor se stabileşte la nivelul întregului echipament electrotermic şi la nivelul instalaţiei electrotermice.

Randamentul total total al instalaţiei electrotermice - indică ce parte din puterea totală Ptotal se transformă în putere utilă Pu (căldură) în încărcătura ce urmează a fi încălzită, se determină cu relaţia: