Приёмники и потребители электрической энергии

Стр 1 из 6Следующая ⇒

Приёмники и потребители электрической энергии

Программа, методические указания и контрольные задания

для подготовки бакалавров по направлению

13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»,

профиль – «Электроснабжение»

Рекомендовано к изданию кафедрой электроэнергетики и электротехники

Псковского государственного университета

Псков

Псковский государственный университет

УДК 621.389

ББК 30.10

К 68

Рекомендовано к изданию кафедрой электроэнергетики и электротехники

Псковского государственного университета

Рецензент:

- Хитров А.И., к.т.н., доцент кафедры электропривода и систем автоматизации Псковского государственного университета

Авторы: Какурин А.С., Коробов В.М.

К 68 Приемники и потребители электрической энергии: Программа, методические указания и контрольные задания для подготовки бакалавров по направлению 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», профиль «Электроснабжение». – Псков: Псковский государственный университет, 2016. – 46 с.

Программа, методические указания и контрольные задания «Приемники и потребители электрической энергии» предназначены для подготовки бакалавров по направлению 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», профиль «Электроснабжение» соответствуют требованиям к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки дипломированных специалистов, установленным Государственным образовательным стандартом.

В методических указаниях рассмотрены физические основы, классификация, конструктивные особенности, электрооборудование технологических установок, основанных на тепловом, электрохимическом и электрофизическом действии тока, электромеханических и электрокинетических установок. Особое внимание уделено режимам работы электротехнологических установок как потребителей электроэнергии, проблемам качества электроснабжения и его влияния на электротехнологические процессы, приведены расчетные формулы и соотношения, контрольные вопросы и задачи для самостоятельной работы студентов.

УДК 621.389

ББК 30.10

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

Введение

Цель и задачи курса «Приемники и потребители электрической энергии»; его связь с курсом «Электроснабжение промышленных предприятий».

Понятие об электротехнологических процессах. Различные электротехнологические процессы в промышленности. Краткие сведения из истории развития электротехнологии. Современное состояние электротехнологии в РФ и за рубежом. Удельный вес расхода электроэнергии на нужды электротехнологии в общем балансе расхода электроэнергии страны. Современные проблемы электротехнологии и перспективы ее развития.

Раздел 1. Общие вопросы применения электротехнологий в промышленности

Классификация электротехнологических установок

Классификация электротехнологических установок по результирующему действию электрического тока и магнитного поля: установки, основанные на тепловом действии тока, установки, основанные на электрохимическом действии тока, электромеханические установки, электрокинетические установки.

Качество электроэнергии и его влияние на электротехнологические процессы

ГОСТ 13109-97 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».

Основные количественные характеристики и показатели качества электроэнергии: установившееся отклонение напряжения; размах изменения напряжения; доза фликера; коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения; коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения; коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности; коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности; отклонение частоты; длительность провала напряжения; импульсное напряжение; коэффициент временного перенапряжения.

Влияние качества электроэнергии на промышленные электротехнологические процессы.

Раздел 2. Электротермические процессы и установки

Классификация электротермических процессов и установок

Классификация электротермических установок по способу нагрева: сопротивлением, дуговой, электроннолучевой, индукционный, диэлектрический.

Теплопередача в электротермических установках

Теплопередача теплопроводностью, конвекцией и излучением. Автоматизация процесса нагрева. Принципы измерения температуры. Датчики и вторичные приборы.

Электроотопительные и электрообогревательные установки

Электрокалориферы, радиационные обогреватели, электрические сушила, электрические отопительные устройства, установки для обогрева труб, прогрева бетона и грунта, электроустановки для нагрева жидких сред.

Электрические печи сопротивления

Классификация печей сопротивления по: способу превращения электрической энергии в тепловую энергию (по виду нагрева); характеру работы; технологическому назначению; рабочей температуре; рабочей атмосфере; конструктивному исполнению.

Основные характеристики печей сопротивления косвенного действия: установленная мощность; потребляемая мощность; мощность холостого хода; размер рабочего пространства; электрическая зона; рабочая температура; производительность.

Материалы, применяемые в электропечестроении: огнеупорные, теплоизоляционные и жаропрочные (проводниковые) материалы.

Нагревательные низкотемпературные, среднетемпературные и высокотемпературные элементы.

Конструктивные разновидности печей сопротивления. Установки прямого (контактного) нагрева. Тепловой и электрический расчеты печей сопротивления. Мероприятия по экономии электроэнергии и повышению производительности печей. Элементы электрического оборудования и схемы включения печей сопротивления.

Установки индукционного и диэлектрического нагрева

Физические основы индукционного нагрева. Классификация индукционных электропечей и установок и область их применения. Индукционные печи со стальными сердечниками и печи без сердечников. Динамические и тепловые эффекты в ванне индукционной печи. Удельные технико-экономические показатели. Схемы питания и управления. Промышленные установки индукционного нагрева. Элементы расчета индукторов и выбор частоты. Конструктивные особенности токопроводов и индукторов.

Влияние качества электроэнергии на ход технологического процесса. Особенности электроснабжения.

Установки высокочастотного диэлектрического нагрева. Область применения. Техническая характеристика оборудования и источников питания.

Охрана труда при эксплуатации высокочастотных электроустановок.

Плазменные процессы и установки

Образование плазмы и плазмообразующие газы. Устройства для получения низкотемпературной плазмы. Конструкции плазмотронов. Установки плазменной плавки, резки и сварки металлов, плазменного нанесения покрытий. Области применения плазменных процессов.

Установки и процессы высокоинтенсивного нагрева. Установки электронно-лучевого нагрева и их технологическое применение. Установки светолучевой обработки. Оптические квантовые генераторы и основы технологии светолучевой обработки.

Раздел 3. Установки электрической сварки

Электрическая дуговая сварка

Физические основы дуговой сварки, область применения. Условия для стабилизации дуги на постоянном и переменном токе. Основные требования к источникам питания сварочных установок. Трансформаторы, выпрямители и генераторы - их конструкция и внешние характеристики. Применение осцилляторов и импульсных генераторов для повышения устойчивости горения дуги. Преимущества трехфазной дуговой электрической сварки. Автоматизация процессов дуговой сварки. Особенности электроснабжения крупного сварочного цеха.

Раздел 4. Установки и процессы электрохимической и электрофизической обработки

Электролизные установки

Физические основы, классификация, область применения и основные технические характеристики электролизных установок. Историческая справка.

Электролиз меди, цинка, алюминия. Технико-экономические показатели. Конструкции электролизных ванн, шинопроводы, требования к системам электроснабжения. Преобразовательные подстанции, электрическая схема главных цепей электролизной подстанции. Электрооборудование электролизных установок.

Применение электролиза в машиностроении. Охрана труда и техника безопасности.

ЛИТЕРАТУРА

а) Основная литература

1. Б.И.Кудрин, А.Р.Минеев. Электрооборудование промышленности: Учебник для студ. Высших учебных заведений/ М., Издательский центр «Академия», 2008.

2. Правила устройства электроустановок.

3. Управление качеством электроэнергии / И. И. Карташев, В. Н. Тульский, Р. Г. Шамонов и др.; под ред. Ю. В. Шарова. — М.: Издательский дом МЭИ, 2006.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

В результате изучения данного курса студенты должны получить твердые знания о физических основах электротехнологических установок, конструкциях промышленных установок, системах электроснабжения, автоматизации, технико-экономических показателях и областях применения этих установок. Особое внимание при изучении курса следует обратить на электрооборудование, требования к системам электроснабжения различных установок и к качеству электроэнергии.

Введение

Здесь приводятся общие сведения об электротехнологических процессах и их применении в промышленности. Следует обратить внимание на историю развития электротехнологии, а также на роль российской и советской науки в области разработки и внедрения электротехнологии в промышленность. Потребление электрической энергии электротехнологическими установками в энергобалансе страны постоянно возрастает. В настоящее время электротехнологические установки потребляют свыше 30% всей электроэнергии, потребляемой промышленностью РФ. Перспективы дальнейшего развития электротехнологии определены технической политикой страны, направленной на внедрение новых технологий, увеличение единичных мощностей, автоматизацию производственных процессов, улучшение условий труда, охрану окружающей среды и т.д.

В ряде случаев возникают специфические требования к сетям электроснабжения современных электротехнологических установок. Это обычно относится к установкам, которые являются или энергоемкими (до нескольких сотен ), или своей работой вызывают ухудшение показателей качества электроэнергии, или для эффективности своей работы предъявляют повышенные требования к бесперебойности электроснабжения данной установки.

Изучение особенностей электроснабжения различных электротехнологических установок, а также мероприятий, направленных на снижение удельных расходов электроэнергии, потребляемой различными электротехнологическими установками, является необходимым звеном в формировании дипломированного специалиста по направлению 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», профиль «Электроснабжение».

Вопросы для самопроверки

1. Какие технологические процессы относятся к электротехнологическим?

2. Перечислите наиболее широко применяемые в промышленности электротехнологические процессы.

3. Сообщите краткие сведения о развитии электротехнологии.

4. Какие особенности электротехнологических установок, как потребителей электротроэнергии, вы знаете?

Раздел 1. Общие вопросы применения электротехнологий в промышленности

Вопросы для самопроверки

1. Как классифицируются ЭТУ?

2. Перечислите основные показатели качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения в соответствии с ГОСТ?

3. Назовите нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения в соответствии с ГОСТ.

4. Как влияют показатели качества электроэнергии на электротехнологические процессы? Приведите примеры.

Общая часть

Определение электрических нагрузок, создаваемых ЭТУ, необходимо для выбора схем электроснабжения, расчета питающих линий, выбора оборудования, настройки аппаратуры защиты и автоматики и т.п. Удельное потребление электроэнергии, мощность и КПД ЭТУ любого типа могут быть определены в результате проведения теплового расчета, основанного на законах теплопередачи.

Для удобства изучения процесс распространения тепла расчленяется на три более простые явления: теплопроводность, конвекцию и лучистый теплообмен.

Необходимо рассмотреть стационарный процесс передачи тепла через плоскую однородную стенку бесконечных и конечных размеров, ознакомиться с получением формул теплопроводности для многослойной плоской и многослойной цилиндрической стенки и, анализируя эти формулы, уметь предлагать мероприятия, направленные на снижение тепловых потерь теплопроводностью.

При изучении конвективного теплообмена достаточно воспользоваться упрощенным уравнением теплопередачи при естественной и принудительной конвекции. Необходимо четко представлять влияние геометрических размеров стенок печи, физических свойств омывающей стенку среды, перепада температур, скорости движения среды и других факторов на коэффициент теплоотдачи конвекцией, а также понять, что особенно высока доля конвективного теплообмена в тепловом балансе низкотемпературных печей. Необходимо изучить мероприятия по снижению конвективного теплообмена.

При изучении теплообмена излучением рассматриваются понятия абсолютно черного и абсолютно белого тел. На основании законов Стефана-Больцмана, Планка и Вина необходимо получить практические расчетные формулы лучеиспускания «серого» тела. Примерами, в которых лучистый теплообмен доминирует над другими видами теплообмена, могут служить потери тепла через открытые дверцы и крышки высокотемпературных печей, передача тепла от нагревательных элементов в печах сопротивления косвенного действия к нагреваемым изделиям и т.п. Анализируя формулы лучеиспускания, студент должен представлять ряд мероприятий, способных снижать, а при необходимости повышать, теплообмен излучением.

Следует помнить, что от материалов, используемых в печестроении, зависят не только капитальные затраты, но также и эксплуатационные, в том числе и удельный расход электроэнергии. Поэтому необходимо ясно представлять себе требования, которые предъявляются к материалам, применяемым в печестроении, и знать названия и основные свойства наиболее широко используемых огнеупорных, теплоизоляционных и жароупорных материалов.

При изучении способов измерения и регулирования температуры в электрических печах необходимо кратко ознакомиться с различными типами приборов для измерения температуры и их устройством. Более подробно следует рассмотреть термоэлектрические пирометры и уметь определять ошибки при измерениях этими приборами. Необходимо знать характеристики наиболее распространенных термопар и компенсационных проводов. После рассмотрения различных принципов автоматического регулирования температуры следует обратить особое внимание на двух позиционное регулирование – периодическое включение и отключение части или всех нагревателей для стабилизации температуры в печи или ее изменения по определенному закону.

Вопросы для самопроверки

5. Как классифицируются ЭТУ?

6. Для каких целей необходимо проводить тепловой расчет ЭТУ?

7. Перечислите основные виды теплопередачи.

8. Приведите примеры мероприятий по снижению или увеличению теплообмена излучением.

9. Каково назначение огнеупорных, теплоизоляционных и жароупорных материалов? Приведите примеры и опишите свойства.

10. Какие типы приборов измерения температуры в ЭТУ вы знаете?

11. Опишите устройство и объясните принцип действия термоэлектрических пирометров.

12. В чем заключается сущность двухпозиционного регулирования температуры?

Вопросы для самопроверки

1. Объясните классификацию электропечей сопротивления.

2. Каковы преимущества и недостатки прямого и косвенного нагрева?

3. Перечислите основные элементы печей сопротивления.

4. Объясните сущность электрического расчета электропечей сопротивления.

5. Какие мероприятия улучшают экономические показатели работы электропечи?

Вопросы для самопроверки

1.Что такое «глубина проникновения» электромагнитной волны?

2. В чем состоит принцип работы индукционной печи со стальным сердечником?

3. Объясните устройство и принцип работы индукционных печей без сердечника.

4. Для чего необходима установка конденсаторов при индукционном нагреве?

5. Каковы особенности электрооборудования индукционных печей и установок?

6. Изложите принципы автоматического регулирования тигельной индукционной печи с автоматическим регулятором типа АРЭР.

7. Объясните принцип работы простейшего лампового генератора, его назначение.

8. Для нагрева каких материалов применяется диэлектрический нагрев?

9. Приведите и прокомментируйте простейшую схему установки для диэлектрического нагрева.

10. Что такое «фактор потерь» и как его величина влияет на выбор рабочей частоты?

11. Для чего необходимо экранирование установок диэлектрического нагрева?

Вопросы для самопроверки

1. По каким принципам производится классификация печей электродугового нагрева?

2. С помощью каких средств можно добиться устойчивого горения дуги на постоянном и на переменном токе?

3. Каковы особенности электропотребления ДСП?

4. Какие мероприятия должны предусматриваться для ограничения колебаний напряжения, несимметрии, высших гармонических?

5. Какое электрооборудование применяется в цепи главного тока ДСП?

6. Что такое «короткая сеть»?

7. Чем характерно электропотребление руднотермическими печами?

8. Для чего применяется и как выполняется продольная компенсация?

9. Для чего строится круговая диаграмма дуговой печи?

10. В чем заключается принцип работы печей ЭШП?

11. Для каких целей используются вакуумные дуговые печи?

12. Как устроена электронная пушка? Назовите области применения.

13. За счет чего создается плазма в плазменных печах и установках?

14. Какие мероприятия технологического и электрического характера могут привести к уменьшению удельных электрических расходов в печах дугового нагрева?

Вопросы для самопроверки

1. Назовите способы получения плазмы в промышленных плазменных установках.

2. Плазмообразующие газы в технологических установках.

3. Область технологического применения плазменных процессов.

4. Энергетические характеристики плазмотронов.

5. Источники питания плазмотронов и их параметры.

Вопросы для самопроверки

1. Назовите области технологического применения установок высокоинтенсивного нагрева.

2. Что такое энергетический комплекс ЭЛУ?

3. Конструктивные особенности источников питания ЭЛУ.

4. Приведите классификацию оптических квантовых генераторов и поясните их принцип работы.

Вопросы для самопроверки

1. Что называется сваркой?

2. Перечислите параметры, характеризующие сварочную дугу.

3. По каким признакам классифицируют разновидности электросварки?

4. Какие требования предъявляются к источникам сварочного тока?

5. Каково назначение и принципиальная схема осциллятора?

6. Каково назначение и устройство импульсного возбудителя дуги?

7. В каком режиме работает сварочное оборудование?

8. Какие требования предъявляются к электрическим сетям сварочных установок?

9. При каком значении коэффициента мощности возможно устойчивое горение сварочной дуги переменного тока?

10. В чем преимущества автоматической дуговой сварки по сравнению с ручной?

11. Какие факторы определяют сопротивление контакта при контактной сварке?

12. В чем заключаются принципиальные отличия машин для стыковой, шовной и точечной сварки?

13. Какие системы автоматического регулирования применяются при контактной сварке?

14. Укажите особенности электросварочных установок как потребителей электрической энергии.

15. Какие мероприятия по охране труда и технике безопасности специфичны для электросварочных работ?

Электролизные установки

Изучение этой темы целесообразно начать с повторения физической и химической сущности процессов, сопровождающих прохождение тока через электролит. Количество каждого из веществ, претерпевающих превращения при пропускании электрического тока через раствор электролита, по закону Фарадея пропорционально электрохимическому эквиваленту данного вещества, а также величине и времени протекания тока через электролит. По целому ряду причин на практике не удается достичь теоретических значений выделения вещества. Выход вещества по току характеризует, насколько правильно и целесообразно идет процесс электролиза. Следует представлять себе все основные параметры, характеризующие процесс электролиза меди, цинка и алюминия, а также конструкцию электролизной ванны.

Большие токи нагрузки (до 150 кА) и агрессивность среды определяют конструктивные особенности ошиновки электролизных установок. Необходимо усвоить методику выбора сечения шинопроводов по экономической плотности тока и их проверку по допустимому нагреву, допустимой потере напряжения и на механическую прочность.

Электролизные установки относятся к потребителям первой категории, что предъявляет особые требования к схемам их электроснабжения. Следует хорошо разобраться в схемах преобразовательных подстанций электролизных установок, уделив особое внимание схеме главных цепей и мероприятиям, направленным на снижение уровня высших гармонических, генерируемых мощными выпрямительными агрегатами.

Электролиз широко применяется не только в металлургии, но и в машиностроении для гальваностегии, гальванопластики, анодирования, электрохимического полирования и размерной электрохимической обработки металлов. Следует изучить основные технологические схемы для осуществления того или иного процесса, иметь представление о технико-экономических показателях и необходимом электротехнологическом оборудовании.

При изучении правил техники безопасности в электролизных установках следует усвоить, что основными источниками опасности в этих установках являются электрический ток, кислотные растворы, большой грузопоток и испарения электролитов.

Вопросы для самопроверки

1. Что называется электролизом?

2. Как теоретически определяется количество вещества, выделяющегося на электродах?

3. Какие явления влияют на отличие фактического выделения вещества на электродах от теоретического?

4. Что такое потенциал выделения?

5. Как влияет плотность тока на показатели электролиза?

6. Как протекает процесс электролитического рафинирования меди? Каковы его технико-экономические показатели?

7. В чем особенности электролиза цинка? Каковы технико-экономические показатели этого процесса?

8. Как протекает процесс электролиза алюминия? Каковы его технико-экономические показатели?

9. Как конструктивно выполняются электролизные ванны? Для чего ванны соединяются в блоки, а блоки — в серии?

10. Как производится выбор сечений шинопроводов?

11. Как выполняется ошиновка ванн?

12. В чем особенности конструкции питающего шинопровода?

13. К потребителям какой категории относятся электролизные установки? Каковы требования к источникам питания таких потребителей?

14. Для чего в схеме главных цепей электролизных преобразовательных установок применяются пятиобмоточные трансформаторы?

15. Какие области применения электролиза в машиностроении Вам известны?

16. Что является источником опасности в электролизных установках?

Вопросы для самопроверки

1. В чем заключается преимущество применения электроэрозионной обработки по сравнению с механической обработкой?

2. Как устроены генераторы импульсов?

3. Как устроены лазеры, электронные пушки и плазматроны?

4. Какие физические эффекты можно использовать для получения ультразвуковых колебаний?

5. Изобразите и опишите схемы различных устройств, использующих ультразвуковые колебания (механическая обработка, сварка, мойка, интенсификация, дефектоскопия).

6. В чем заключается принцип действия электрогидравлической обработки?

7. В чем особенности магнитно-импульсной обработки?

8. В чем состоит принцип анодно-механической обработки металлов?

9. Перечислите основные разновидности анодно-механической обработки.

Вопросы для самопроверки

1. Какая зависимость выражается законом Кулона?

2. Какими способами можно наэлектризовать нейтральные частицы вещества?

3. В чем заключается принцип действия электрофильтра?

4. Как устроены установки электроокраски?

5. Что такое электроосмос? Где он применяется?

6. Что такое электрофорез? Как используется явление электрофореза в промышленности?

7. Какое электрооборудование и схемы питания типовых электростатических установок Вы знаете?

8. В чем преимущества электроокраски и электролакирования?

Контрольные задания.

Общие указания

При выполнении контрольных заданий следует учесть, что пояснительный текст в работе должен быть кратким, расчеты следует выполнять с написанием всех используемых формул с последующей подстановкой в них числовых значений. Обязательно указываются размерности величин. Схемы, графики и круговая диаграмма, приводимые в контрольных заданиях, должны выполняться аккуратно с использованием стандартных обозначений. После заключительных выводов по работе приводится список использованной литературы, ставится подпись студента и дата выполнения задания.

Работы, выполненные с нарушением указанных требований, возвращаются студенту для внесения исправлений.

Контрольные задания выполняется по исходным данным, приведенным в таблице. Вариант задания выбирается по последней цифре шифра.

Контрольное задание № 1

Задача 1.

Электрическая печь сопротивления для нагрева стальных изделий в окислительной атмосфере имеет мощность на фазу , кВт и напряжение U_ф, .

Требуется:

1. Описать принцип работы печи сопротивления (табл. 1).

2. Рассчитать ленточный и проволочный зигзагообразные свободно подвешенные металлические нагреватели при температуре нагрева изделия , °C, приняв коэффициент теплового излучения стали =0, 8.

3. Выбрать стандартные размеры сечений нагревательных элементов. Уточнить расчёт по удельной поверхностной мощности.

Данные для расчета приведены в табл. 2.

Таблица 1

Вариант	Тип печи	Вариант	Тип печи
	камерная		барабанная
	шахтная		карусельная
	с выдвижным подом		толкательная
	колпаковая		протяжная
	конвейерная		прямого нагрева

Таблица 2

Данные	Варианты

Указания к решению задачи

Расчет нагревательных элементов заключается в выборе его материала, определении геометрических размеров, массы нагревателя и силы тока на одну фазу. При выборе материала нагревателя необходимо, чтобы его рабочая температура была на выше .

По максимальной температуре нагреваемого изделия выбирают материал нагревательных элементов (см. табл.1.1).

Таблица 1.1

Таблица 3

Данные	Варианты

d, мм
l, мм
t, °С								-5	-10	-15
, 10^-3, 1/°С	0, 66	0, 66	0, 66	0, 66	0, 66	0, 66	0, 4	0, 4	0, 2	0, 39
r₂, мкОм

Указания к решению задачи

Решение задачи необходимо начать с определения активного сопротивления заготовки в начале разогрева. Удельное сопротивление стали в начале разогрева определяют по заданному удельному сопротивлению стали при , начальной температуре нагрева и температурном коэффициенте сопротивления , 1/°С.

Затем определяют КПД установки в начале и конце разогрева .

Мощность источника питания определяют по формуле:

где - масса заготовки, кг (плотность стали 7800 кг/м³);

С - средняя удельная теплоемкость, Дж/кг · (С=500 Дж/кг · );

- конечная температура заготовки, ;

- начальная температура заготовки, ;

- время нагрева заготовки, ;

- средний КПД установки в течение нагрева заготовки.

Время нагрева, необходимое для нагревания стальных заготовок до температуры , определяется по рис. 1.

Задача 3. Для площади поперечного сечения расплавленного металла при номинальной загрузке индукционной печи со стальным сердечником и среднего радиуса канала печи необходимо:

1) определить мощность , расходуемую на нагрев металла в начале расплавления, когда " болото" имеет площадь поперечного сечения и температуру , и в конце расплавления. Угол между векторами тока и индукцированной ЕДС в кольце металла принять постоянным ;

2) рассчитать и построить график глубины проникновения электромагнитной волны в металл при индукционном нагреве от температуры до температуры плавления .

3) описать принцип работы канальной и тигельной печей.

Указания к решению задачи

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

Активное сопротивление расплавленного металла определяется по удельному сопротивлению , средней длине витка и площади поперечного сечения металла в ванне.

По заданной величине индуцированной в металле ЭДС и полному сопротивлению расплавленного металла определяется ток, протекающий в ванне печи.

Глубина проникновения электромагнитной волны в металл определяется по формуле:

где - относительная магнитная проницаемость материала;

- частота источника питания, Гц;

- удельное электрическое сопротивление металла при заданной температуре нагрева, .

Расчет D произвести для температур 20, 100, 200... .

Примечание. При температуре и выше относительная магнитная проницаемость стали .

При описании принципа работы индукционных канальных и тигельных печей необходимо начертить их эскиз.

Данные для расчета приведены в табл. 4.

Таблица 4

12 3 4 5 6 Следующая ⇒