оверхні, на осі (у центрі) злитка.
- глибина проникнення струму знаходиться за формулою
,
де f - частота струму, Гц;
ПЃ - питомий електроопір, Ом в€™ м;
Ој - магнітна проникність.
Температура пресування алюмінієвого сплаву АД33 знаходиться в інтервалі 440 - 490 0С. Температура поверхні злитка Те = 4900С. Перепад температур між зовнішньою і внутрішньою поверхнями заготовки в практиці допускається Т = 200С. Тоді Тц = 4700С. p> Ставлення Т0/Тц = 1,04.
Для алюмінієвих сплавів ПЃ = 0,03 в€™ 10-6 Ом в€™ м [2], Ој = 1, частота струму в індукторі f = 50Гц. Тоді глибина проникнення струму
0,0123 м.
О± = 1-0,0123/0,1375 = 0,9.
Задаємось П„ = 0,2.
Згідно [1, табл. П-3] визначимо значення функцій
S (0,9; 1; 0,2) = 0,1013; S (0,9; 0; 0,2) = - 0,1237.
Отже Т0/Тц = (0,2 +0,1013)/(0,2-0,1250) = 3,9.
Значить П„> 0,2.
При П„> 0,2 маємо
, с.
S (0,9; 1) = 0,04, S (0.9; 0) = - 0,05 [1, стр.236].
Для алюмінієвих сплавів при температурі 5000С О» = 188,3 Вт/м в€™ К, з = 1047Дж/кг в€™ К, Оі = 2710кг/м3 [2]. Тоді 6,6 в€™ 10-5 м2/с. 0,22
Час нагріву металу складе
с.
Знаючи час нагрівання, можна визначити середню корисну потужність через теплосодержание заготовки
, Вт,
де m - маса злитка, m = 260кг;
c - питома теплоємність, з = 1047Дж/кг в€™ К;
Tср - середня по перерізу температура злитку, Tср = 4600С (733К).
= 91615 Вт = 91,6 кВт. p> Питома корисна потужність
В
,
Вт/м2.
3 КОНСТРУКТИВНИЙ І теплотехнічних розрахунків
Для розрахунку індуктора задані: зовнішній діаметр заготовки D2 = 0,4 м; довжина заготовки l = 1,05 м; маса заготовки m = 260кг; частота струму f = 50Гц; напруга, що підводиться до індуктора Рі = 750 кВт.
Розрахунок індуктора зробимо за методикою, викладеною в [1].
1. Внутрішній діаметр індуктора Dи вибирається зі співвідношення Dи/Dн = 1,2 Г· 2,5; Dи = 0,33 Г· 0,69 м.
Приймаємо діаметр індуктора Dи = 0,52 м.
2.Внутрішня діаметр теплової ізоляції Dіз вибираємо зі співвідношення Dіз - Dн> 0,01 м.
Приймаються Dіз = 0,4 м.
3.Дліна індуктора визначається за формулою
lі = nl + (1 ... 1,5) Dи,
де n - кількість заготовок одночасно нагріваються в індукторі , N = t/t0,
t0 - темп видачі заготовок, приймемо 700С.
n = 2178/700 = 3,1.
Число заготовок приймемо n = 3, тоді
lі = 3 в€™ 1,05 +0,5 = 4м.
Виготовлення індуктора такої довжини нераціонально, тому індуктор виконаємо складається з 3 секцій, з'єднаних в один блок. Довжина однієї секції складе l1 = 1,33 м.
При обраному темпі видачі заготовок продуктивність печі буде дорівнює П = 3600/700 = 5шт/год (1300кг/год).
4.Тепловие втрати через стінку ізолюючого шару визначаємо за формулою
О”,
де О»-коефіцієнт теплопровідності матеріалу теплової ізоляції;
tвн - температура внутрішньої сторони ізолюючого циліндра;
tнар - температура зовнішнього боку ізолюючого циліндра.
В якості теплоізолюючого матеріалу виберемо азбест. Коефіцієнт теплопровідності азбесту О» = 0,24 Вт/м в€™ К [2].
Температура внутрішньої сторони ізолюючого циліндра дорівнює кінцевій температурі злитку tвн = 4700С. А температура його зовнішньої сторони приблизно дорівнює температурі індукуючого дроту, який прилягає до изолирующему циліндру tнар = 600С.
О” кВт
5.Полная потужність, що виділяється в індукторі для нагріву 3 заготовок
P = Pт в€™ n + О”Pт
P = 91,6 в€™ 3 +8 = 282,8 кВт.
6.Терміческій к.к.д. визначається за формулою
О·t =, br/>
О·t =.
Електричний к.к.д. визначається за формулою
О·е =, br/>
де Рі - потужність підведена до індуктора, вона задана і дорівнює Рі = 750 кВт. p> О·е =
Повний к.к.д. індуктора дорівнює
О· = О·t в€™ О·е,
О· = 0,97 в€™ 0,38 = 0,37
7, Індуктор нагрівається струмом, що проходить по ньому, і теплом, втрачається нагріваються заготовками через теплову ізоляцію. Повна кількість тепла, нагріваючого індуктор
,
О”P = 91,6 в€™ 3 (1/0 ,37-1) = 467,2 кВт.
Тепловий баланс індуктора представлений в табл.2.
Таблиця 2
Тепловий баланс індуктора
Статті
Прихід
Статті
Витрата
кВт
%
кВт
%
Потужність, що підводиться до индуктору
