Расчет и проектирование индукционной тигельной печи ИАТ- 40

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 29 Апреля 2013 в 13:58, курсовая работа

Краткое описание

Индукционный нагрев является одной из самых молодых и в то же время самых прогрессивных областей электротермии. Получив промышленное развитие с начала XX столетия, этот вид нагрева к настоящему времени завоевал прочное место в самых разнообразных отраслях промышленности.
Индукционные тигельные печи предназначены для плавки чёрных и цветных металлов. Они могут использоваться в качестве основного агрегата для плавки твёрдой шихты и в качестве вторичного агрегата при дуплекс процессе. В зависимости от электрических свойств материала тигля различают индукционные печи с непроводящим и проводящим тиглем.

Содержание

Введение 2
1 Определение геометрических размеров
системы «индуктор– загрузка» 7
2 Выбор частоты и мощности источника питания,
определение высоты мениска металла 9
3. Определение активной мощности и теплового КПД печи 10
4. Тепловой расчет индукционной тигельной печи 12
5. Электрический расчет печи для горячего режима 19
6. Расчет параметров индуктора при плавлении кусковой шихты 29
7. Расчет магнитопровода печи 34
8. Расчет водоохлаждения индуктора 38
9. Расчет конденсаторной батареи 43
10. Энергетический баланс установки 46
11. Заключение 61
Список использованных источников 62

Скачать в ZIP архиве (780.90 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Вложенные файлы: 1 файл

1).docx

— 1.07 Мб (Скачать файл)

– глубина проникновения тока в материал загрузки,
=0,0035 м;

 – удельное электрическое сопротивление загрузки,                          
=
;

А– вспомогательная функция, равная

 

 

где

– относительный радиус загрузки,
=48,038.

 

,

 

 

Определим реактивное сопротивление  загрузки,

 

,

 

где В – вспомогательная функция, равная

 

,

 

 

Реактивное сопротивление  рассеяния,

 

,

 

где

– циклическая частота питающего индуктор напряжения, равная

 

где

– частота;
=50 Гц.

 

 

– высота расплава в тигле,
=3,788 м;

– внутренний диаметр тигля,
=2,367 м;

– внутренний диаметр индуктора,
=2,818 м.

 

 

Реактивное  сопротивление пустого индуктора,

 

,

 

где

– внутренний диаметр индуктора,
=2,818 м;

– высота индуктора,
=5,303м;

– поправочный коэффициент, учитывающий концевые эффекты короткого индуктора. Определяем по таблице 10 /1/
=0.75.

 

 

Находим реактивное сопротивление обратного  замыкания,

,

 

где

– реактивное сопротивление пустого индуктора,                       
=
;

– высота индуктора,
=5,303 м;

– высота расплава в тигле,
=3,788 м;

– поправочный коэффициент, учитывающий концевые эффекты короткого индуктора. Определяем по таблице 10 /1/
=0.7.

 

 

Коэффициент приведения параметров

 

,

 

где

– активное сопротивление загрузки,
=
;

– реактивное сопротивление обратного замыкания,                          
=
;

– реактивное сопротивление рассеяния,
=
;

– реактивное сопротивление загрузки,
=
.

 

 

Определим приведенное активное сопротивление загрузки,

 

,

 

где

– активное сопротивление загрузки,
=
;

– коэффициент привидения параметров,
=0.483.

 

 

Определим приведенное реактивное сопротивление  загрузки,

 

 

где

– активное сопротивление загрузки,
=
;

– реактивное сопротивление обратного замыкания,                          
=
;

– реактивное сопротивление рассеяния,
=
;

– реактивное сопротивление загрузки,
=
;

– коэффициент привидения параметров,
=0,483.

 

 

Эквивалентное активное сопротивление системы  индуктора,

 

,

 

где

– активное сопротивление индуктора,
=
;

– приведенное активное сопротивление загрузки,                              
= 
.

 

 

Эквивалентное реактивное сопротивление системы индуктора,

 

,

 

где

– внутреннее реактивное сопротивление индуктора,                
=
;

– приведенное реактивное сопротивление загрузки,                          
=
.

 

 

Эквивалентное полное сопротивление  системы индуктора,

 

,

 

где

– эквивалентное активное сопротивление индуктора,                       
=
;

– эквивалентное реактивное сопротивление индуктора,                       
=
.

 

 

Уточненное значение КПД  индуктора

 

,

 

где

– приведенное активное сопротивление загрузки,                               
=
;

– эквивалентное активное сопротивление индуктора,                             
=
.

 

 

Определяем коэффициент  мощности индуктора

 

,

 

где

– эквивалентное активное сопротивление индуктора,                      
=
;

– эквивалентное сопротивление индуктора,
=
.

 

 

Активная мощность источника  питания, кВт

 

,                               

 

где

– полезная мощность, необходимая для нагрева загрузки до температуры разливки,
=3898 кВт;

– электрический КПД,
=0,619;

– тепловой КПД,
=0,87.

 

 

Число витков индуктора  равно

 

,

 

где

– напряжение на индукторе,
=2700 В;

– напряжение на одном витке индуктора,

 

,

 

где

– эквивалентное сопротивление индуктора,                                 
=
;

– ток в загрузке, А
виток.

 

,

 

где

– активная мощность подводимая к загрузке,
=3898 кВт;

– приведенное активное сопротивление загрузки,                                     
=
.

 

 

 

 

Активное  сопротивление индуктора, Ом

 

,

 

где

– число витков индуктора,
=33;

– эквивалентное активное сопротивление индуктора,                              
=
,

 

 

Реактивное сопротивление индуктора, Ом

 

,

 

где

– число витков индуктора,
=33;

– эквивалентное реактивное сопротивление индуктора,                                     
=
.

 

 

Полное сопротивление  индуктора, Ом

 

,

 

где

– число витков индуктора,
=33;

– эквивалентное сопротивление индуктора,                                                     
=

 

 

Ток индуктора, А

 

 

где

– напряжение на индукторе,
=2700 В;

– полное сопротивление индуктора,
=0,232.

 

 

Линейная  плотность тока в индукторе, А/м

 

 

где

– ток индуктора,
=1165 А;

– число витков индуктора,
=33;

– высота индуктора,
=5,303 м.

 

 

 

6 Расчет параметров индуктора  при плавлении кусковой шихты

 

Число эквивалентных  цилиндров, имитирующих шихту

 

,

 

где

– внутренний диаметр тигля,
=2,367 м;

– размер кусков шихты,
=0,01 м.

 

 

Глубина проникновения тока в шихту, м

 

,

 

где

– удельное активное электрическое сопротивление загрузки,

=
;

– частота,
=50 Гц;

– относительно значение магнитной проницаемости шихты,            
=27.

 

 

Определим относительный  радиус эквивалентного единичного цилиндра, м

 

,

 

где

– размер кусков шихты,
=0,01 м;

– глубина проникновения тока в материал загрузки,
=0,0074 м.

 

 

Активное  сопротивление всей кусковой шихты,

 

При

>1

 

 

где

– размер кусков шихты,
=0,01 м;

– глубина проникновения тока в материал загрузки,
=0,0074 м;

 – удельное активное электрическое сопротивление загрузки,

=
;

– высота расплава в тигле,
=3,788 м;

– число эквивалентных цилиндров, имитирующих шихту,               
=44020;

– вспомогательная функция, определяемая из рисунка 11 /1/,                 
=0,23.

 

 

Внутреннее реактивное сопротивление шихты,

 

При

>1

 

,

 

где

– активное сопротивление всей кусковой шихты,                                      
= 0,004024
.

 

 

Реактивное  сопротивление воздушного зазора,

 

 

где

– высота расплава в тигле,
=3,788 м;

– частота,
=50 Гц;

– внутренний диаметр тигля,
=2,367 м;

– внутренний диаметр индуктора,
=2,818 м.

 

 

 

Реактивное сопротивление  обратного замыкания,

 

,

 

– высота индуктора,
=5,303 м;

– высота расплава в тигле,
=3,788 м;

– поправочный коэффициент, учитывающий концевые эффекты короткого индуктора. Определяем по таблице 10 /1/,
=0.7.

Информация о работе Расчет и проектирование индукционной тигельной печи ИАТ- 40