Индукционная канальная печь. Определение активной и полной мощности печи

Страницы работы

Содержание работы

Министерство образования РФ

ГОУВПО МЭИ (ТУ)

Филиал в г. Смоленске

Кафедра электроэнергетических систем.

Типовой расчёт.

’’Индукционная канальная печь’’.

                                                                              Преподаватель: Сидоров А.Г.

                                                                     Группа: ЭС-98

                                                                     Вариант: 14

                                                                              Студент: Коротков М.В.

Смоленск, 2002г.

Задание.

1.  Определить активную и полную мощность печи.

2.  Рассчитать сечение магнитопровода.

3.  Рассчитать индуктор.

4.  Определить энергетические характеристики печи.

Исходные данные.

         Тип расплавляющего материала: бронза

         Температура разливки металла: tр=1600 0С

Энтальпия металла при tр: Ср=300

Удельное сопротивление при tр: r=35×10-8 Ом×м

Длительность плавки: tпл=40 мин

Вес расплавляемого металла: G=600 кг

Напряжение питания индуктора:UI=380 В

Плотность в плавком канале: j=10

1.  Расчёт активной и полной мощности печи.

     Активная мощность:

                  

                    где h=0,7¸0,8 –для бронзы

     Полная мощность:

                  

2. Определение диаметра окружности, описанной вокруг магнитопровода.

     Сечение сердечника магнитопровода:

                  

          где См=0,27¸0,3 –для стержневого магнитопровода

                 y=25¸30 –коэффициент, зависящий от соотношения потерь в магнитопроводе и индукторе при водяном охлаждении для печей плавящих Al, Cu, Zn и их сплавы.

                  d1=20  

                  В1=1,6 Тл –магнитная индукция для марки стали Э310.

      Сечение сердечника магнитопровода с учётом межлистовой изоляции:

                    мм2

              где kс –коэффициент заполнения.

       Диаметр окружности, описанной вокруг индуктора:

                     м

              где kd=0,83 –коэффициент заполнения материалом сердечника окружности, описанной вокруг него для числа ступеней равным четырём.

3.  Расчёт индуктора.

       Число витков:

                    

         берём число витков равное 24

      Ток через индуктор:

                     

                     

        Сечение провода индуктора:

                       

                                                                D

 


      

                                А

                                             С

                                                     В

   Берём медно профилированную трубку со следующими размерами:

        С=10 мм

        А=16 мм

        В=22 мм

        D=8 мм

 Площадь трубки:      

 Высота индуктора:

        h1=(А+2×bиз)×W1=(16+2×0,7)×24=417,6 мм

           где bиз=(0,05¸0,1)×10-2 м –толщина изоляции провода индуктора

   

                      а

                                                                D1=dc+2×a+bиз=260+2×5+0,7=270,7 мм

                                                                    где а=(0,5¸1,0)×10-2 м

 


                                     h1

 


D1

   Средний диаметр индуктора:

              D1cp=D1+b1=270,7+16,04=286,74 мм

          где

            

              Электрические потери в меди индуктора:

                       

             Вес индуктора:

                         Gм=S1×W1×p×Dcp1×rм=118×24×24×3,14×286,74×8,9×10-6=22,69 кг

                где rм=8,9×103 кг/м3 =8,9×10-6 кг/мм3 –удельное сопротивление меди

             Вес стали:

                         Gст=y×Gм=25×22,69=567,25 кг

              Электрические потери в стали:

                         Рстст×Gст=1,9×567,25=1077,8 Вт

                   где рст=1,9

              Общие электрические потери:

                         Рэлмст=29168,5+1077,8=30246,3 Вт

                 

Расчёт канала.

                      I2=I1×W1=2368,4×24=56841,6 A

                       =b

                       Р2пэл=360-30,25=330,75 кВт

                  Сечение:

                       

                  Сопротивление:

                        Ом

                 Длина канала:

                       

 


       а                      b=42 мм                    

            b

             при таком соотношении а и b определяется величина

                     

                        по графику определяем kпэ=1,9.

            Поскольку длина канала на эскизе значительно превышает расчётную, то увеличиваем длину канала до l2/=1085 мм2, число витков при этом

       берём 20 витков.

             Определим изменённые величины.

  Высота индуктора:

     h1=(А+2×bиз)×W1=(16+2×0,7)×20=348 мм

            

            Электрические потери в меди индуктора:

                       

             Вес индуктора:

                         Gм=S1×W1×p×Dcp1×rм=118×20∙3,14×286,74×8,9×10-6=18,9 кг

                где rм=8,9×103 кг/м3 =8,9×10-6 кг/мм3 –удельное сопротивление меди

             Вес стали:

                         Gст=y×Gм=25×18,9=472,78 кг

              Электрические потери в стали:

                         Рстст×Gст=1,9×472,78=898,28 Вт

                   где рст=1,9

              Общие электрические потери:

                         Рэлмст=19632,6+898,28=20530,88 Вт

                 

 Расчёт канала.

                      I2=I1×W1=2368,4×20=47368 A

                     

                       Р2пэл=360-20,53=339,47 кВт

                  Сечение:

                       

                  Сопротивление:

                        Ом

                 Длина канала:

                       

  

       а                      b=42 мм                    

            b

             при таком соотношении а и b определяется величина

                     

                        kпэ=1,9

Расчёт индуктивного сопротивления печи.

                 

       Коэффициент Роговского:       

           

             где b1 – радиальный размер провода, b2 – ширина канала, b3 – толщина                футеровки, h1 – высота индуктора.

           

             где

                    h1 – высота индуктора, h2 – высота канала.

                   

        Площадь рассеивания:

              Ss=π∙Dср∙bс=3,14∙46,7∙89,3=13655,6 мм2

                     где Dср – средний диаметр кольцевой площади рассеивания, определяется по эскизу

                  

        Активное сопротивление:

              r=r1+r2=0,0052+102∙10-6=0,0053 Ом

        Полное сопротивление:

             

        Коэффициент мощности:

       Коэффициент полезной мощности:

                    

Похожие материалы

Информация о работе