i luftfartsindustrien er industrielle ovne en vigtig del i processen med fremstilling og renovering af dele. Uanset om det er udglødning af metal for at styrke delen og lindre stress, tørring af maling og hærdning af kompositter eller delvis nedbrydning for at blødgøre og rehabilitere komponenter i vedligeholdelse og reparation, kan det at stille de rigtige spørgsmål være nøglen til effektiv, billig drift af industrielle ovne til rumfart.
1. Hvad skal jeg vide om industriel ovn energiforbrug?
i omkring 100 år er naturgas blevet brugt til opvarmning af industrielle ovne. Traditionelt blev luft sat i en brænder og blæst til den anden ende af ovnen med ventilatorer eller blæsere. Den varme luft omringede produktet uanset dets størrelse eller form, som til sidst blev opvarmet til den gennemsnitlige ovnstemperatur. Generelt kan industrielle ovne opvarme produkt op til omkring 1.000 F, med typiske driftstemperaturer i området omkring 180 F, 450 F og 500 F.
Gas med opvarmet, cirkuleret luft, kendt som konvektion, er god til hurtig opvarmning af en hel ovn og til opvarmning af uregelmæssigt formet produkt, især i partier, da luften kommer ind i dets kroge og kroge. Men meget energi går tabt ved opvarmning af hele ovnen, fra opvarmet luft, der forlader for-eller bagsiden af ovnen, og fra at drive sine ventilatorer eller blæsere. Selv med modulerende brændere er opvarmning med gas i det væsentlige en alt-til-eller all-off-proces, hvilket er ineffektivt, da opvarmning af hele ovnen er nødvendig for selv små dele.
2. Hvad er den mest effektive form for industriel ovnvarme?
mens folk antager gasdrevne industrielle ovne koster mindre end elektrisk, kan elektrisk faktisk være billigere og mere effektiv. I dag er en af de mest effektive måder at opvarme en industriel ovn på med usynlig elektrisk, infrarød energi, som ikke kræver opvarmning af hele ovnen og ikke har ventilatorer, blæsere eller bevægelige dele, så den er helt lydløs. Infrarød energi opstår inden for det elektromagnetiske spektrum, der giver varme, når produktet absorberer lyset, hvilket er usynligt, da det er under det synlige lysspektrum.
“Gas er som en ildåndende drage; det bliver varmt lige nu, men mangler energieffektivitet, finesse og kontrol af elektrisk infrarød,” siger Jesse Stricker, præsident for Intek Corp., en fagforening, Mo-baseret designer og producent af industrielle ovne, varmeapparater, varmeelementer, processtyringssystemer og materialehåndteringsudstyr. “Elektrisk infrarød er især effektiv på udsatte overflader såsom tørring af maling og hærdningskompositter og til kontinuerlige industrielle inline varmeproces systemer såsom bælte-eller monorailtransportører.”
på grund af elektrisk infrarød energieffektivitet er det også blevet vedtaget til rumopvarmning. For eksempel kan nogle af vores elektriske infrarøde rumvarmere kun køre på 700 vand, men give den samme anvendelige varme som en 1500 vand konventionel enhed, der bruger en ventilator, blæser og varmespoler. 700 vand er omkring halvdelen af den krævede effekt af en standard hårtørrer. Da den lave effekt trækker mindre strøm, er det mindre sandsynligt, at tilslutning af flere varmeapparater udløser elektriske afbrydere, hvilket er et almindeligt problem med mindre effektive varmeapparater.
en af de nemmeste måder at reducere industrielle ovnenergibehov, fokusere varme og optimere ydeevnen er med udlagt, modulære elektriske infrarøde varmeapparater. Ligesom Lego-blokke bliver disse elektriske infrarøde varmemoduler, typisk i 12″ 24″, 12″ 36″ eller 12″ 48 ” størrelser, strukturelle medlemmer af ovnen. Fordi nogle inkluderer integrerede bøjler, monteringsbeslag, og trådforbindelser, de kan designes til at arbejde individuelt i små områder, ganged sammen til større områder, og kan være lofthængt eller vægmonteret til effektiv opvarmning.
båndtransportovne eller monorailtransportovne, der ofte bruges i rumfart, kan også give et andet element af kontrol. Individuelle varmeområder kan forsynes med separate betjeningselementer, hvilket muliggør større og mere ensartet opvarmning af produktet på en automatiseret, håndfri basis.
“hvis et luftfartsselskab opvarmer en mindre komponent, er det ikke nødvendigt at opvarme hele ovnen,” siger Stricker. “I stedet er det mere effektivt at opvarme bare de nødvendige varmesoner i ovnen.”
” for den største ovneffektivitet og fleksibilitet kan elektriske infrarøde varmeapparater give næsten ubegrænsede opvarmningsområder, der kan tændes eller slukkes efter behov, ” forklarer han. “Top til bund, front til bag, hver fod i en transportør ovn sti kan udlagt for maksimal, kontinuerlig proces opvarmning effektivitet, overvåges af et termoelement i hvert område. For at tilpasse sig individuelle dele, der løber gennem ovnen time for time, kan smarte controllere også bruges til at sikre temperaturtolerance og konsistens.”
en anden fordel ved elektrisk infrarød opvarmning er, at den er meget præcis og justerbar, hvilket kan hjælpe med at give de stramme temperaturtolerancer, der ofte kræves i rumfart. Da infrarød bølgelængde korrelerer med temperatur og energi absorberer i hvert produkt ved bestemte bølgelængder, kan producenterne justere varmen for at matche bølgelængden af et substrat i ovnen for større energieffektivitet og ovnydelse.
3. Hvordan kan jeg optimere ovndesign til min industrielle proces?
købere ser ofte på “standard” industrielle ovne, men de fleste ender med en slags brugerdefineret løsning, der passer til deres specifikke krav, hvad enten det drejer sig om højere eller bredere dækning, eller varmeelementer med speciel spænding eller effekt. Heldigvis kan sådanne designforbedringer ofte opnås med elektrisk infrarød til ringe eller ingen ekstra omkostninger.
brugerdefinerede varmeelementer kan bruges til at forbedre industriel ovnydelse. For eksempel kan glas-eller keramiske modstående varmeelementer bruges til applikationer med høj varme, fleksibel silikongummi til lavere temperaturer, husdybde øget for at give mulighed for yderligere isolering eller dobbeltvægshusisolering, der bruges til installation i væggen.
i luftfartsindustrien kan nogle brugerdefinerede ovndesignere og bygherrer endda kombinere ovntyper, såsom gaskonvektion og elektrisk infrarød med god effekt. Fordi varmen stiger, er typiske ovne varmere øverst end bunden, hvilket kan være et problem i luftfartsindustrien, hvor der kræves konsekvent stramme tolerancer.
“mens mange luftfartsselskaber stadig specificerer gaskonvektionsovne, tilføjer flere elektrisk infrarød for at styre deres ovns temperaturområder uafhængigt,” siger Stricker. “For at temperaturbalancere alle områder af ovnen inden for en grad eller to, kan de for eksempel bruges til at opvarme ovnens bund mere end dens top.”
4. Skal jeg købe en ny ovn, hvis min er ineffektiv eller underpresterende?
når en industriel ovn går forbi sin brugstid, mister den effektivitet, som kan øge omkostningerne, forsinke produktionen eller kompromittere produktkvaliteten. Men inden du udskifter hele ovnen med en ny enhed, skal du først overveje, om en eftermontering eller opgradering af ovnen fungerer.
nogle gange kan reparationer være så enkle som at installere nødvendige reservedele såsom høj temperatur isolering, porcelæn Terminalblokke, varme kontrol, eller varmeelementer.
selv når reparationen er mere omfattende, kan løsningen være betydeligt billigere end at købe en ny ovn.
“opdatering af industrielle ovnvarmere eller varmeelementer kan ofte øge ovnens ydeevne til dets originale specifikationer eller endda forbedre dem,” siger Stricker. “Nogle ovnproducenter konstruerer moduler, der løser et ydelsesproblem, men alligevel er lette nok til selvinstallation. Opgradering fra en ældre teknologi som gaskonvektion til en moderne som elektrisk infrarød er også mulig.”
når reparation, eftermontering eller opdatering af en industriel ovn ikke længere er en omkostningseffektiv måde at forbedre dens ydeevne på, er det tid til at købe en ny ovn.
Intek Corp. er baseret i Union, MO. For mere information visi www.intekcorp.com.
Del er en teknisk forfatter baseret i Torrance, CA.