Автор: Пользователь скрыл имя, 16 Января 2013 в 20:56, курсовая работа
В индукционных печах металл нагревается токами, возбуждаемыми в непеременным полем индуктора. Электрическая энергия в индукционных печах превращается сначала в электромагнитную, затем снова в электрическую и, наконец, в тепловую. При индукционном нагреве тепло выделяется непосредственно в нагреваемом металле, поэтому использование тепла оказывается наиболее полным. Индукционные печи бывают двух типов: с сердечником и без сердечника тигельные. Удельная мощность индукционных тигельных печей может быть достаточно высока, а силы, возникающие в результате взаимодействия магнитных печей металла и индуктора, оказывают в этих печах положительное воздействие на процесс, способствуя перемешиванию металла. Бессердечниковые индукционные печи применяют для выплавки специальных, особенно низкоуглеродистых сталей и сплавов на основе никеля, хрома, железа, кобальта.
Расчёт магнитопровода заключается в определении числа пакетов, их поперечных размеров и потерь энергии в них. Магнитопровод выполняется из листовой электротехнической стали толщиной 0,5 или 0,35 мм; горячекатаной марок: 1511, 1512, 1513 и др. или холоднокатаной 3411, 3412, 3413 и др. Принимаем толщину листов магнитопровода 0,35 мм, марка холоднокатной стали 3413.
С целью упрощения конструкции
магнитопровод набирают из отдельных
шихтованных пакетов
Число пакетов магнитопровода может быть как чётным, так и нечётным и определяется ориентировочно по формуле:
где - внутренний диаметр магнитопровода, м:
- радиальный размер витка
индуктора. Для круглых трубок
равен наружному диаметру
- толщина изоляционных прокладок между индуктором и магнитопроводом (10…20 мм). Принимаем =15 мм=0,015 м:
Принимаем m=14.
Полное сечение одного пакета, :
где - магнитная индукция в магнитопроводе. Для холоднокатаной стали =1,0…1,5 Тл. Принимаем =1 Тл;
- коэффициент, учитывающий толщину изоляции. При лаковом покрытии =0,9…0,93. Принимаем Кс = 0,91.
Электрические потери в пакете магнитопровода, кВт:
где - плотность стали. Для холоднокатаной стали =7650 кг/м3;
- удельные потери в стали на вихревые токи и гистерезис зависят от марки стали, магнитной индукции и частоты тока. Для стали 3413 =0,7Вт/кг (для f=50 Гц).
Суммарные электрические потери в магнитопроводе, кВт:
где - коэффициент дополнительных потерь (1,1…2,0). Принимаем =1,5:
4.4 Энергетический баланс установки
Расчёт печи завершается составлением энергетического баланса.
Энергетические потери установки, кВт:
где - электрические потери в индукторе, кВт:
- потери в конденсаторной батарее, кВт:
где - тангенс угла потерь в конденсаторах (0,0025…0,0045). Принимаем tgδ = 0.003.
- потери в источнике питания, кВт:
где - коэффициент полезного действия трансформатора,
Принимаем
Активная мощность, потребляемая от сети, кВт:
Общий КПД установки:
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. «Печи в литейном производстве», атлас конструкций Б.П Благонравов, В.А Грачёв, Ю.С Сухарчук – Москва, Машиностроение, 1989.155 с.
2. Дубинин А. В., Методические указания к курсовой и самостоятельной работе по дисциплине «Печи литейных цехов»/Сост.: В. Г. Глущенко, С. А. Шоно, А. Я. Шашко. – Краматорск: КИИ, 1991. – 75 с.
3. Иванова Л. И., Индукционные тигельные печи: Учебное пособие. 2 – е изд., перераб. и доп. / Сост.: Л. С. Гробова, Б. А., С. Ф. Сарапулов, Б. А. Сокунов. Екатеринбург: Издательство УГТУ – УПИ, 2002. 87 с.
4. http://emchezgia.ru/
5. Вайнберг А. М. Индукционные плавильные печи: Учебное пособие – редактор Г. Т. Гуттерман, техн. редактор К. П. Воронин. – Москва, 1951. 263-276 с.
6. Простяков А.А. Индукционные печи и миксеры для плавки чугуна. – М.: Энергия, 1977. – 216 с.
7. Электрическое оборудование: Справочник / Под ред. А.П.Альтгаузена. – М.: Энергия, 1980. – 416 с.