Расчет мощности индукционной тигельной печи

Полезная мощность ИТП определяется по выражению

, Вт Формула 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

Примечание! Энтальпия – функция состояния термодинамической системы, определяемая как сумма внутренней энергии и произведения давления на объем.{\displaystyle H} {\displaystyle V}

, кВт. Формула 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

. Формула 3

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

, Вт. Формула 4

Активная мощность ИТП ориентировочно определяется по выражению

, Вт, Формула 5

где - электрический КПД индуктора ИТП. Значение может составлять % . Это значение тем выше, чем больше удельное сопротивление расплавляемого металла или сплава. По данным, 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

. Формула 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 Дж/кг;

энтальпия при температуре разливки ч/кг;×кВт

удельное сопротивление стали в холодном состоянии м;×Ом

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

удельное сопротивление стали перед сплавлением кусков шихты м;×Ом

удельное сопротивление стали при температуре разливки м.×Ом

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.

1. Полезная мощность ИТП, рассчитываемая по Формуле 1

Вт.

2. Полезная мощность ИТП, рассчитываемая по Формуле 2

кВт.

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

3. Активная мощность , передаваемая в загрузку, определяется по Формуле 4

кВт.

4. Термический КПД индукционной тигельной печи находится по Формуле 5 (только у нас известна Рпол и Р2)

.

5. Активная мощность печи при электрическом КПД рассчитывается по Формуле 5.

кВт.

6. Мощность источника питания с учетом потерь в токоподводе и в конденсаторной батарее определяем по Формуле 6

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

кВт.

7. То есть для нашей печи нам нужен источник питания 2200 кВт.