Способ разогрева нагревателя на основе двуокиси циркония

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение надежности и увеличение срока службы нагревателя. На первом (стартовом) этапе разогрев ведется с помощью источника диэлектрического нагрева, частоту которого по мере нагрева изменяют для поддержания максимума тангенса диэлектрических потерь. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.яо„„батю о

А1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Д1) Н 05 В 3/14

Р =ы-Е2 E Я,. tg (21) 4342653/24-07 (22) 14 ° 12.87 (46) 07.07.90. Бюл . № 25 (71) Отдел теплофизики АН УЗССР (7 ) А.З.Алиев и Л.Н.Ферштат (53) 621.365.43(088.8) (56) Заявка ФРГ ¹- 33166899 кл. *Н 05 В 3/62, 1984.

Заявка Японии ¹ 60-15110, кл. Н 05 В 3/14, 1985.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к нагреву печей и других конструкций, использующих нагревательный элемент на основе двуокиси циркония,-и может быть использовано в научно-исследовательских и заводских лабораториях для создания и.исследований высокотемпературных процессов в атмосфере, содержащей кислород, в частности при выращивании окисных материалов.

Цель изобретения — повышение надежности и увеличение срока службы на- . гревателя.

На чертеже изображена зависимость .тангенса диэлектрических Потерь монокристалла нагревательного элемента на основе двуокиси циркония от температуры его нагрева.

Способ осуществляют следующим об.разом.

Разогрев нагревателя проходит в два этапа. На первом, стартовом этапе разогрева к нагревателю подводится переменное напряжение источника диэлектрического нагрева (устройства .стартового подогрева).

2 (54) СПОСОБ РАЗОГРЕВА НАГРЕВАТЕЛЯ

НА ОСНОВЕ ДВУОКИСИ ЦИРКОНИЧ .(57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышениенадежности и увеличение срока службы нагревателя. На первом (стартово ) этапе разогрев ведется с помощью .;с-точника диэлектрического нагрева, частоту которого по мере нагрева изменяют для поддержания максимума тангенса диэлектрических потерь. 1ил, Для материала нагревательного элемента на основе двуокиси циркония, например Zr0 + 307. У203, следует опре- 9 делить начальную частоту (d напряжения переменного, тока стартового разогрева, исходя из условия максимума тангенса диэлектрических потерь при начальной температуре T=300 К.

Величина напряжения питания на выходе устройства стартового подогрева

100 B. При этом мощность P реактивных потерь при комнатной температуре T=

300 К, определяемая по формуле, достигает 20 Вт

00 где Ы вЂ” частота питающего напряжения;

Š— значение питающего напряжения:

С вЂ” относительная диэлектрическая проницаемость материала нагревателя; — диэлектрическая проницаемость Д„ о вакуума;

tgс1 — тангенс диэлектрических потерь.

В то время как активная составляющая мощности Р не превышает 10 Вт т

1577080

Р„= &;Е, где 6 - активная проводимость элемента нагревателя;

Š— напряжение питания.

По мере изменения температуры нагревательного элемента необходимо изменить частоту Ы питающего напряжения согласно формуле

F /Кт

Of = (.д ° е

1 где о) — начальное значение частоты, соответствующее максимуму тангенса диэлектрических потерь при начальной температуре нагрева;

E - энергия активации ионов кислорода;

Т - температура нагревательного элемента;

К вЂ” постоянная Больцмана;

e - основание натурального логарифма.

При приближении к конечной температуре стартового разогрева, например Т=б00 К, начинает работать меха,нИзм нагрева, обусловленный омическйми потерями переменного тока промЫшленной частоты, источник питания которого подключен к нагревательному З0 элементу параллельно источнику стартового нагрева.

Поскольку величина релаксационного пика д!!г(Т) составляет 40-.60 на уровНе 0,5 пика и с ростом температуры 35

Правое крыло пика становится более пологим,(кривые д, И), то с ростом температуры нет необходимости с высокой точностью следить за изменением частоты релаксации. Конструктивно это-40 го можно добиться., используя в качестве датчика температуры сопротивление иа полупроводниковой основе, для которой энергия активации проводимости (либо ТКС) значительно выше, чем у 45 окисных материалов.

Согласно проведенным испытаниям, стартовый разогрев нагревательного элемента укаэанного состава осуществляется в течение часа, что позволяет сохранять исходные параметры источника при 100-кратном циклировании процесса стартового разогрева и обеспечить кроме высокой надежности нагревательных элементов, например печей, экономию дорогостоящего сырья, а также трудозатрат на их обслуживание и ремонт. формула изобретения

Способ разогрева нагревателя на основе двуокиси циркония, при котором ла первом этапе разогревают нагреватель до температуры его проводимости„ а на втором разогревают нагреватель до конечной температуры пропусканием через него тока промышленной частоты, 1причем на обоих этапах контролируют температуру нагревателя, о т л и - ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и увеличения срока службы нагревателя, разогрев на первом этапе ведут от источника .диэлектрического нагрева, частоту которого изменяют в зависимости от температуры нагревателя по формуле

"Е!К!

0 = !А о.е ! ! где (d — начальное значение частоты, соответствующее максимуму тангенса диэлектрических по-. терь при начальной температуре нагрева, Гц;

Š— энергия активации ионов кис-, лорода, Дж;

Т вЂ” температура нагревательного элемента, К;

К вЂ” постоянная Больцмана; е — основание натурального логарифма.

1577080

7,0

ЗОО

500

Редактор Л.Зайцева .

Заказ 1856 Тираж 679 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

0,2

Составитель О.Турпак

Техред М.-Ходанич Корректор Л.Бескид