전열설비 - 발열체의 설계 / 전열설비의 종류 및 특징

전열설비 - 발열체의 설계 / 전열설비의 종류 및 특징

 

 

1. 발열체의 설계

1) 가열전력과 열효율

 

2) 표면전력밀도

· Wd : 표면 전력밀도[W/㎠]

· T1 : 발열체의 온도 °K

· T2 : 피열물의 온도 °K

· σ : 5.667×10-12[W㎝-2T-4]

· φ : 물체의 크기,거리,형태,복사율 등에 의해서 결정되는 정수

 

3) 전열기의 용량 및 전열선의 굵기

 

2. 온도의 측정

1) 저항온도계

백금선,니켈선 등의 금속선이나, 서미스터 등 반도체가 온도 변화에 민감하고 직선적으로 그 고유저항이 변화하는 것을 이용한 것이다.

 

2) 열전온도계

서로다른 두 종류의 온도계 또는 반도체의 온도차에 의하여 열전대 중에 발생하는 기전력을 이용한 것이다

[표] 열전대의 종류와 측정범위

 

3) 복사고온계

온도복사에 관한 스테판 볼츠만의 법칙을 이용한 것이다. 복사체의 절대온도를 T[℃], 단위시간당 복사되는 전복사 에너지를 J[W/㎡]라고 하면, J를 측정하여 T를 구할 수 있다.

단, σ : 5.67051×10-8[W·m-2·K-4]

 

복사 고온계의 특징

· 온도를 직독할 수 있다.

· 피측온물에서 떨어진 위치에서 온도를 기록할 수 있다.

· 온도의 측정범위가 넓다(600~4000℃)

 

4) 광고온계

온도복사에 관한 플랑크의 복사법칙을 이용한 것이다. 복사체의 절대온도를 T[°K], 단위표면적에서 단위시간, 단위파장폭 [μ]당 파장 λ[μ]의 복사에서지

에서특정의 파장 λ의 Jλ를 측정하여 T를 구할 수 있다.

 

· C₁:

· C2: 상수 14380[μ·deg]

 

광고온계의 특징

· 복사고온계에 비해 精度가 높다.

· 피측온물의 크기가 0.1mm 정도인 작은 경우에도 측정할 수 있다.

 

3. 전열설비의 종류 및 특징

· 전기로설비

· 마이크로파 및 유전가열

· 용접기설비

· 적외선, 원적외선 가열장치

· 전기온상설비

· 파이프히팅설비

· 도로/지붕/바닥 등의 히팅설비

· 전극식 온천승온기설비

 

4. 전열가열의 에너지절약 실무요령

· 사용목적 용도에 적합한 전기가열로를 선정한다

· 노벽에 단열,보온특성을 향상시킨다.

· 폐열의 유효이용을 고려한다.

· 노체의 길이를 줄이고 수열면적을 확대시켜 히터의 효율을 높이도록 계획한다.

· 유도로,중주파로,고주파로, 보온로 등의 전기가열로를 전력요금이 저렴한 심야시간에 가동하여 주물을 용해한 후 주간에 출탕 사용할 수 있도록 계획한다.

· 용해유지로의 용탕방열 총면적을 줄여 열손실을 적게 계획한다.

· 저항로의 경우 동일 전기용량에 대하여 가능한 한 노를 소형화하여 방열을 적게 한다.

· 용해유지로의 용탕방열 총면적을 줄여 열 손실을 적게 한다.

· 저항로의 경유 동일 전기용량에 대하여 가능한한 노를 소형화가여 방열을 적게 하고 고전력 밀도의 가열방식인 것을 선정한다.

· 도가니형 유도로에서는 냉재를 용해하여 행하는 냉재소결보다 타 용해로에서 용탕을 받아서 행하는 용탕소결을 하도록 한다.