Необхідне число витків індуктора в цьому випадку можна визначити за формулою
(2.32)
При обраному напрузі на індукторі визначимо величину зазору між витками
(2.33)
Мінімально допустима величина зазору між витками. Навіть при мінімально допустимій величині зазору розмістити 24 витка на довжині 960 мм неможливо, тому необхідно зменшити величину витків.
Умовно задамося числом витків.
Необхідна напруга на затискачах індуктора
Так як опір реального багатовитковому індуктора відрізняється від опору одновиткового індуктора, необхідно внести поправку в розрахунок опору індуктора. З урахуванням коефіцієнта заповнення
Активний опір
Реактивний опір
Опір багатовитковому індуктора:
Активне
- Реактивний
- Повне
Сила струму багатовитковому індуктора
Активна потужність установки з багатовитковим індуктором
складається з активної потужності, що виділяється в деталі (з урахуванням втрат)
і втрат у багатовитковому індукторі
Реактивна потужність установки з багатовитковим індуктором
К.П.Д установки:
Тепловий
- Електричний
- Повний
Отримане значення к.к.д. не нижче прийнятого значення при виборі генератора, тобто потужність вибраного генератора достатня для харчування установки.
Довжина гартує поверхні деталі та виготовлення індуктора такої довжини не економічно, так як для рівномірного нагріву вироби необхідно використовувати индуктируются трубку порівняно великого діаметру, що не ефективне. При використанні ж трубки малого діаметра нам необхідно збільшити величину зазору між витками, але в теж час збільшення зазору між витками при одночасній гарту всій поверхні призведе до зниження к.к.д. індуктора і до нерівномірного розподілу тепла по поверхні гартувати вироби [Д]. Тому більш раціонально буде виготовити індуктор меншої довжини, і переміщати цей індуктор щодо деталі при певній швидкості. Такий спосіб високочастотної гарту називається безперервно-послідовним. Використання даного способу гарту деталей забезпечує більш рівномірний нагрів по всій поверхні, при чому зазор між витками може бути багато більше, ніж [14].
Приймемо довжину індуктора таким чином, щоб вона була кратною довжині всієї оброблюваної поверхні. Тоді.
Найкраще співвідношення гартує поверхні буде досягнута при використанні индуктируются трубки прямокутного перерізу, причому ширина трубки по осі індуктора повинна бути в 2-3 рази більше висоти цієї трубки. Трубка прямокутного перерізу забезпечить більш рівномірний нагрів по всій поверхні деталі, так як вона забезпечує більше точок дотику з оброблюваною поверхнею [17].
Ширина трубки по осі індуктора визначається за формулою
(2.34)
де - ширина оброблюваної поверхні, м;
- коефіцієнта заповнення індуктора, що враховує наявність електричної ізоляції між витками, звичайно приймається;
- число витків індуктора.
Тоді ширина трубки
Відповідно висота трубки приймається
Товщина стінки мідної трубки використовуваної для виготовлення індуктора була знайдена раніше і становить. Таким чином, перетин трубки для пропускання води складе.
Так як ширина трубки індуктора, а ширина самого індуктора становить, то зазор між витками індуктора буде.
2.5 Розрахунок охолодження індуктора
Повна потужність, відведена охолоджуючої водою, дорівнює
- втрати тепла випромінюванням, кВт;
- втрати тепла теплопровідністю, кВт;
- втрати в одновиткового індукторі, кВт.
Необхідна кількість води
(2.35)
де - температура води на виході з індуктора, 0С ();
- температура води на вході в індуктор, 0С ();
- теплоємність води;.
Швидкість руху води в індукторі
(2.36)
де - об'єм води,;
- площа поперечного перерізу трубки індуктора, передбаченого для пропускання води,.
Швидкість руху води при певній витраті залежить від числа паралельно з'єднаних секцій. Як показує практика, при швидкості руху води більше 1,5 м/с втрати напору в індукторі перевищують допустимі, тому орієнтовно приймаємо число секцій рівним
Тоді орієнтовно знаходимо число секцій
Швидкість води в кожній секції
Перевіряємо умову відведення тепла водою.
Враховуючи, що при середній температурі води кінематичний коефіцієнт в'язкості води [11] дорівнює, а еквівалентний (гідравлічний) діаметр, прийнятий для виготовлення индуктируются трубки
