Расчёт электротехнологической установки

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

 «ПСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

 

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

 

 

 

 

 

 

Расчёт электротехнологической установки

 

Расчётно – графическая работа по курсу

«Приёмники и потребители  электрической энергии»

Вариант 1

 

 

ЭЛМФ

Группа 1022-02с

      Выполнил: Светлов Д. В.

Проверил: Садченкова О.А.

 

 

 

 

 

Псков

2013

 

ЗАДАНИЕ

 

1. Описать принцип работы  канальной и тигельной печей  (эссе).

2. Рассчитать параметры  канальной индукционной нагревательной  печи для следующих исходных  данных:

 

 

 ДАНО:

Металл : сталь

S = 800*10^-4 м² – поперечное сечение канала с расплавленным металом

R_ср = 0,5 м – средний радиус канала печи

E₂ = 1,0 В - индицирования ЕДС

₂ = 40 – угол между токами и индуцированной ЕДС в кольце металла

 = 10*10^-8 - удельное активное сопротивления стали при 20 °С

= 0,66*10³, 1/К – температурный коэффициент сопротивления

₁ = 50  относительная магнитная проницаемость материала

₁ = 50  относительная магнитная проницаемость материала при температуре более 770 °С

t_пл  = 1300 °С - температура плавления стали

=  50Гц - частота тока

 

 

РЕШЕНИЕ:

 

1. Мощность, выделяемая в  металле и расходуемая на нагрев, определяется по току, индуктируемому  в металле, и активному сопротивлению  расплавленного металла. Активное 

сопротивление расплавленного металла при заданной температуре

 

t₀ := 20 °С, - начальная температура

 

к := 1 +

(t_пл - t₀) = 1 + 0.4-10^{- 3}-(660 - 20) = 1.256

 

удельное активное сопротивление  стали при температуре плавления

 

Ргор: = К-Р20 = 1.256-2.8-10^{- 8} = 3.517 x 10^-8 Ом*м

 

к₅₀₀ := 1 +

-(500 - t₀) = 1 + 0.4*10^-3 -(500 - 20)= 1.192

 

удельное активное сопротивление  стати при температуре 500 °С

 

Р₅₀₀ ^{:= К}₅₀₀ * Р₂₀ = 1.192-2.8 10^-8 = 3.338 х 10^-8 Ом*м

 

Сечение канала:

 

S_кан1 := 0.l - S _кан2 = 0.1*800-10^-4 =8x10^-3 м²

 

Длина кольца:

L_cp := 2--R_cp = 2- -1.1 = 6.912 м

 

Сопротивление расплавленного металла в начале и конце расплавления

 

Р_нач = _{= ⁼} 2.883х Ом

 

Р_нач =  _{= ⁼} 3.038х Ом

 

Полное сопротивление  расплавленного металла в начале и конце расплавления :

 

Z_нач =  ₌ = 4.684х Ом

 

Z_нач =  ₌ = 4.935х Ом

 

Ток в ванне печи в начале и конце расплавления :

 

I_нач = ₌ = 8.541х A

 

I_нач = ₌ = 8.105х A

 

Мощность расходуемая  на нагрев в начале и конце расплавления :

 

 

Р_нач: = I_нач² - R_нач = (8.541 х 10⁴)² - 2.883 х 10^-5 = 2.103 х 10⁵ Вт

 

Р_кон: = I_кон² – R_кон = (8.105 х 10⁵)² - 3.038 х 10^-6 = 1.996 х 10⁶ Вт

 

2. Расчет графика проникновения  электромагнитной волны в металл  при индукционном нагреве

 

t: = 20…t_пл    К_t : = 1 + * (t - t_пл )       p_t = k_t * p_{20     t} := if(t < 770, ₁, ₂)

 

_t: = 503 *

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1 Глубина проникновения эл. волны