Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Тепловой расчет оборудования




 

2.3.1.Статьи прихода тепла

Тепло вносимое твердыми металлами

 

Q=C*M*t/tвремя (7)

Где

С-теплоемкость

М-масса

QAL=C*M*t/tвремя=0,98*6,83*60/2=200,8 кДж\моль

QFe=C*M*t/tвремя=0,71*3,26*60/2=69,44 кДж\моль

QCu=C*M*t/tвремя=0,57*58,38*60/2=1005,14 кДж\моль

QNi=C*M*t/tвремя=0,63*3,28*60/2=61,99 кДж\моль

QMn=C*M*t/tвремя=0,75*0,61*60/2=13,73 кДж\моль

 

Тепло от окисления металлов

2AL+1.5O2=AL2O3+164700 кДж\моль

Х=6,83*0,015*1647000/54=3124,7 кДж

Fe+1/2O2→FeO+63700 кДж/моль

X=3,26*0,08*63700/56=296,7 кДж\моль

Cu+0.5O2→CuO+155449 кДж/моль

X=58,78*0,011*155449/65=2108,61 кДж

Mn+0,5O2→MnO+200460 кДж\моль

X=0,61*0,02*200460/55=44,47 кДж

Ni+0,5O2→NiO+58400 кДж\моль

X=3,28*0,09*58400/58=297,24 кДж

2.3.1.Статьи расхода тепла

 

Тепло на нагрев, перегрев и расплавление твердых металлов

 

Q=(C*(tкон-tнач) +Qпл +C*(tкон-tпл))M (8)

QAL=(0.96*(660-60+400+1.14(1240-660))*6,83=11182,08 кДж

QFe=(0.71*(1538-60+270)*3,26= 4301,18 кДж

QCu=(0,57*(980-60)+205+0,49*(1240-980))*58,78=499837,03 кДж

QNi=(0,63*(1455-60)+290)*3,28=3833,83 кДж

QMn=(0,75*(1246-60)+270)*0,61=707,3 кДж

Потери тепла в окружающую среду

Q=(lк* + *C*(( 4* 4)*F*3.6 (9)

lк-коэффициент конвекции

для стен = 2.56

для свода = 3.26

для пода = 1.63

Потери тепла сводом

F= *R2 (10)

F= *R2=3.14*0,192=0,11м2

Q=(3.26* +0.3*5.7(( 4 4)*0,11*3.6=101,11 кДж\ч

Потери тепла подом примем 50% от потерь тепла сводом

Qпод=50,56кДж/ч

Потери тепла через стенки

F= 2 R*h=2*3.14*0,4=0,48м2

Q=(2.56* +0.5*5.7*(()4-( 4)*0,48*3.6=72,1кДж\ч

Потери тепла кладкой составят:

Qобщ=∑Q (11)

Qобщ=101,11+50,56+121,6=276,27кДж/ч

 

Таблица 4-Тепловой баланс печи

Статьи прихода кДж Статьи расхода кДж
1)Тепло вносимое твердые металлы   1)Тепло на нагрев, расплавления и перегрев твердых металлов  
AL 200,8 Al  
Fe 69,44 Fe 4301,18
Cu 1001,14 Cu 50362,7
Ni 61.99 Ni 3833,83
Mn 13,73 Mn 707,3
2)Тепло от кисления   2)Потери от тепла  
AL 3124,73 Стенками 101,11
Fe 296,66 Сводом 72,1
Cu 2108,61 Подовым камнем 50,56
Ni 297,24    
Mn 44,47    
3)Тепло от индуктора Х    
   
Итого 70610,78   70610,78

 

Тепло от индуктора

Q=Qрасход-Qприход (12)

X=70610,78-7230,81=63379,97 кДж

 

 

2.4 Электрический расчет индукционной тигельной печи

Для проведения электрического расчета в качестве исходных данных не-обходимо знать:

1) наименование расплавляемого металла или марку сплава и его состав;

2) конфигурацию и характерные размеры кусков шихты;

3) исходную температуру загружаемой шихты, температуру плав-ления и температуру разливки;

4) удельные электросопротивления шихты для вышеуказанных температур;

5) теплосодержание или энтальпию, теплоемкость и скрытую теп-лоту плавления металла или сплава для вышеуказанных темпе-ратур;

6) емкость тигля;

7) производительность печи;

8) длительность процесса плавки;

9) длительность вспомогательных операций;

10) параметры питающей сети.

 

 

2.4.1. Расчет мощности индукционной тигельной печи

 

 

Расчет мощности источника питания индукционной тигельной печи емкостью G = 0.16 т.

Печь предназначена для плавки бронзы, имеющей следующие характери-стики:

температура разливки tk = 1240 o С;

1) плотность при температуре разливки γ = 7550 кг/м3; теплосодержание при температуре разливки q = 1,42 * 106 Дж/кг;

2) энтальпия при температуре разливки сp = 0,5 45 кВт*ч/кг;

3) удельное сопротивление стали в холодном состоянии ρ х = 0, 172 * 10 6 Ом*м;

4) удельное сопротивление бронзы перед сплавлением кусков шихты

ρ′ ш = 0, 9 * 10 6 Ом*м;

5) сопротивление бронзы при температуре разливки ρ 2 = 1 * 10 6 Ом*м.

6) Плавка стали производится без рафинирования, режим работы – на твер-дой завалке. Время плавки tпл = 2 ч;

7) Средний диаметр кусков шихты dш = 0,08 м;

 

Полезная мощность ИТП, рассчитываемая по

Pпол = qG/ (3,6*tпл) (13)

 

 

где q - теплосодержание расплавляемого металла или сплава при температуре

разливки, Дж/кг;

G - емкость печи, т; tпл - время плавки, ч.

Рпол = 1,42 *106 *0,16 (3,6 *2)= 315555 Вт

Для последующих расчетов принимаютсяPпол = 32кВт, тепловые по-тери ∆Рт = 2.2 кВт (6,875 % от полезной мощности).

Активная мощность Р2, передаваемая в загрузку, определяется по

P2 = Pпол + ∆Pm (14)

Р2 = 32 + 2.2 = 34200 Вт.

Термический КПД индукционной тигельной печи находится по

ηm = Pпол/Р2 (15)

ηm=315555/34200=0.92

Активная мощность печи при электрическом КПД ηэ = 0,85 рассчитыва-ется по

Рп = Р2э (16)

Рп = 1710 /0,85 = 40237.92 Вт.

Мощность источника питания с учетом потерь в токоподводе и в конден-саторной батарее

Принимаем мощность потерь ∆Рт.к. = 1351 Вт (3,36 % от активной мощности печи).

Рист = Рп + ∆Рт.к. (17)

Рист = 40237 + 1351 = 41589 Вт.

 

 

2.4.2 Рассчитать частоту источника питания и индукционной тигельной печи.

 

Минимальная частота тока индукционной тигельной печи, определяе-

 

мая по

f min2 * 106 * ρ’ш / dш2 (18)

f min2 * 106 * 0.9 * 10 6 0,08 2 = 367 Гц

 

Для выбора частоты и мощности источника питания и для последующих расчетов примем вариант, при котором обеспечиваются минимально приемлемые условия нагрева

Выбираем из ряда рекомендованных частот частоту f = 500 Гц.

 

2.4.3Рассчет основных геометрическх размеров ИТП

Полезный объем тигля определяется по

 

V = G / γ2, м3, (19)

где γ 2 - плотность металла или сплава при температуре разливки, т/м3.

V =0.16/7550=0.021 м3

По графикам определяются коэффициенты c1 и c2 при

G = 0.16 т: с1 = 0,78, c2 = 0,11. Значение коэффициента c3 принимается c3 = 1,1.

Высота загрузки определяется по выражению

a2 = D2 / c1 (20)

где D2-диаметр тигля,м.

a2 = D2 / c1 = 0,38/0,78 = 0.487 м

Высота индуктора определяется по выражению

a1 = c3 *a2 (21)

a1 = 1,10.487 = 0.536 м

Толщина футеровки в среднем сечении тигля определяется по выраже-

нию

 

ф = c2 D2 (22)

ф = 0,110,38 = 0,057 м.

 

 

Внутренний диаметр индуктора рассчитывается по

 

D1 = D2 + 2ф + 2из. (23)

Для расчета принимаем ∆ из = 8 мм.

D1 = 0,38 + 20,057 + 20,008 = 0.51 м

 

 

Внутренний диаметр магнитопровода можно ориентировочно определить из соотношения

Dм D1 = 1,1 ÷ 1,5 (24)

Принимая Dм D1 = 1,1, определим

Dм = 1,1D1 = 1,1 * 0.51 = 0.561 м

 


 






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных