актиці це дуже важливо, так як струмовий навантаження струмопідвідного контакту є одним з основних фізичних факторів, від якого залежать не тільки технологічні, але і техніко-економічні показники всякої електроконтактной нагрівальної установки.
При великій швидкості нагріву і струмі у вторинної ланцюга двосторонній підведення струму до кожного місця що нагрівається заготовки часто є вирішальною умовою нормальної роботи нагрівальної установки. Про це обставину не слід забувати, хоча воно і не має безпосереднього ставлення до фізичної сутності способу, а також до теоретичних залежностям, існуючим між окремими фізичними факторами, характеристиками та техніко-економічними показниками електронагрі-вательного обладнання для електроконтактного способу нагрівання.
1. Характеристика нагрівальних установок
Основні теоретичні закономірності електроконтактного способу нагрівання в узагальненому вигляді відомі з фізики та теоретичних основ електротехніки. Однак при розробці та експлуатації електроконтактних нагрівальних пристроїв необхідно глибоке знання основних теоретичних положень і математичних залежностей, на яких базується цей спосіб і які використовуються при розробці конструкцій нагрівальних пристроїв і технологічних операцій, здійснюваних на них.
Потужність електроконтактной нагрівальної установки визначається з умови рівності теплової енергії, необхідної для нагріву даної маси металу до заданої температури, теплової енергії електричного струму, а також енергії магнітного поля, зумовленої індуктивним опором елементів силового ланцюга установки і самої нагрівається заготовки.
Повна потужність всякого електроконтактного пристрою може бути виражена формулою (1)
В
Де С - теплоємність в дж/(кг • град);
G 2 - маса нагрівається металу в кг; t 2 - кінцева температура нагріву даної маси металу в o С; t 1 - початкова температура металу o С;
О® 0 - коефіцієнт, враховує загальні втрати енергії і має назву загального к. п. д. електронагрівальної установки або пристрої;
П„-час нагрівання в сек;
cos ф 1 - коефіцієнт потужності.
Про порядок і особливості визначення кожної складової, що входить у формулу (1), і про залежність їх від різних факторів буде сказано нижче. Слід мати на увазі, що з усіх членів формули (1) від конструкції нагрівальної установки не залежить: теплоємність С, маса нагрівається металу G 2 і температури t 1 і t x 2 ; інші члени залежать від конструкції окремих деталей, вузлів і установки в цілому, від геометричних параметрів, фізичних властивостей нагрівається деталі, а також від технологічних вимог, що пред'являються до процесу нагріву і до якості нагрівається металу.
Повна потужність установки, що визначається за формулою (1), є середньою за період нагріву, так як теплоємність С, к. п. д. О® 0 і коефіцієнт потужності cos ф 1 змінюються залежно від температури; це обумовлюється нестабільністю теплоємності і питомої електричного опору матеріалу нагрівається деталі.
Як правило, з цим стикаються на початку нагріву, коли сталева деталь холодною, а потужність, споживана електроконтактной установкою, за інших рівних умов, значно менше, ніж наприкінці і коли деталь нагріється до температури вище 800-900 В° С (якщо вплив скін-ефекту несуттєво). Але це справедливо тільки для магнітних матеріалів.
Різниця значень між початковою і кінцевої потужностями залежить від марки матеріалу, поперечних розмірів нагрівається деталі і швидкості нагріву.
При розгляді та використанні формули (1) зазначена обставина слід враховувати при розробці конструкцій і електричних схем нагрівальних установок. При цьому необхідно прагнути до того, щоб різниця між початковою і кінцевою потужностями була б мінімальною, оскільки коливання значень останніх у процесі нагрівання роблять негативний вплив на роботу енергетичного обладнання та іншого устаткування цеху і токоподводящіх контактів.
Наскільки суттєво може змінюватися потужність, споживана з мережі електроконтактной установкою в процесі нагрівання, залежно від поперечного розміру нагрівається деталі або заготовки і часу нагріву, видно з малюнка 2.
Для заготовок діаметром 60 мм потужність в процесі нагрівання змінюється в 1,3-1,4 рази, збільшуючись до кінця нагріву, а для заготовок діаметром 48 мм потужність змінюється порівняно незначно. Це пояснюється більш помітним впливом скін-ефекту, позначається на співвідношенні активного і реактивного опорів нагріваються заготовок у початковий і коночних періоди нагрівання залежно від поперечних розмірів перетинів. Для заготовок діаметром 60 мм це співвідношення змінюється із зростанням температури більш різко, ніж для заготовок меншого діаметру.
При нагрі...
