Расчет мощности индукционной

Тигельной печи

Полезная мощность ИТП определяется по выражению [3, 7]

, Вт, (3.1)

где - теплосодержание расплавляемого металла или сплава при температуре разливки, Дж/кг;

- емкость печи, т;

- время плавки, ч.

Если известна энтальпия металла или сплава при температуре разливки, то полезная мощность ИТП определяется по выражению [2, 6]

, кВт. (3.2)

В этом выражении измеряется в ; измеряется в килограммах; измеряется в часах.

Суммарные тепловые потери составляют % полезной мощности печи , причем меньшая цифра относится к печам большей емкости. Термический КПД ( ) индукционной тигельной печи обычно составляет % и определяется по выражению

. (3.3)

Активная мощность , передаваемая в загрузку (садку) ИТП определяется по выражению

, Вт. (3.4)

Активная мощность ИТП ориентировочно определяется по выражению

, Вт, (3.5)

где - электрический КПД индуктора ИТП. Значение может составлять % [2, 7]. Это значение тем выше, чем больше удельное сопротивление расплавляемого металла или сплава. По данным [6], при плавке алюминия , при плавке чугуна и стали .

Мощность источника питания должна быть несколько больше (на %) активной мощности . Это связано с тем, что источник питания должен покрывать потери в токоподводе и в конденсаторах.

Мощность источника питания определяется по выражению

. (3.6)

После определения ориентировочной мощности печной установки и выбора частоты тока производится подбор источника питания.

ПРИМЕР 1

Рассчитать мощность источника питания индукционной тигельной печи емкостью т.

Печь предназначена для плавки стали, имеющей следующие характеристики:

температура разливки С;

плотность при температуре разливки кг/м3;

теплосодержание при температуре разливки [7] Дж/кг;

энтальпия при температуре разливки [6] кВт×ч/кг;

удельное сопротивление стали в холодном состоянии Ом×м;

удельное сопротивление стали при температуре потери магнитных свойств Ом×м;

удельное сопротивление стали перед сплавлением кусков шихты Ом×м;

удельное сопротивление стали при температуре разливки Ом×м.

Плавка стали производится без рафинирования, режим работы – на твердой завалке. Время плавки ч. Средний диаметр кусков шихты м.

В приложении 1 приведены удельные сопротивления в жидком состоянии.

Полезная мощность ИТП, рассчитываемая по (3.1),

Вт.

Полезная мощность ИТП, рассчитываемая по (3.2),

кВт.

Для последующих расчетов принимаются кВт, тепловые потери кВт ( % от полезной мощности).

Активная мощность , передаваемая в загрузку, определяется по (3.4)

кВт.

Термический КПД индукционной тигельной печи находится по (3.3)

.

Активная мощность печи при электрическом КПД рассчитывается по (3.5)

кВт.

Мощность источника питания с учетом потерь в токоподводе и в конденсаторной батарее определяем по (3.6).

Принимаем мощность потерь кВт ( % от активной мощности печи).

кВт.