Конструкция и расчет индукционной тигельной печи для выплавки чугуна производительностью 2,5 т ч (стр. 4 из 5)
Тогда приведенные активное и реактивное сопротивления загрузки:
r2*=cnp·r2 ; (2.38)
r2*=0.3·255.4·10-6=76.62·10-6 Ом/виток2;
x2*=cnp· 
; (2.39)
x2*=0,3· 
= = 1242,87∙10-6 Ом/виток2.
Эквивалентное полное сопротивление системы индуктор-загрузка:
zэ
; (2.40)rэ=8,789·10-6+76,62·10-6=85,4·10-6 Ом/виток2;
xэ=8,789·10-6+1242.87·10-6 =1251,65·10-6 Ом/виток2;
zэ
Ом/виток2.Электрический к. п. д. и коэффициент мощности индуктора с загрузкой:
; (2.41)
; (2.42) 
; 
.Активная мощность источника питания:
, (2.43)где ηвсп – учитывает электрические потери в короткой сети в конденсаторной батарее и других элементах установки принимаем ηвсп ≈ 0,9.
кВт.Выбираем электропечной трансформатор для питания ИПУ промышленной частоты ЭОМП 2000/10-72.
Число витков индуктора:
, (2.44)где Ри – мощность, подведенная к индуктору, Вт.
; (2.45) 
кВт; 
54,2.Определяем ориентировочную высоту индуктирующего витка:
; (2.46) 
мм.Окончательно высоту индуктирующего витка принимаем 18 мм.
Уточняем высоту индуктора:
; (2.47) 
м;
; (2.48) 
.Полученное число витков необходимо разметить по высоте индуктора. Зазор между витками заполняют электрической изоляцией из расчета иметь напряжение на 1 мм толщины изоляции в пределах 10÷40 В. Поэтому необходимый зазор определяют по формуле:
; (2.49) 
мм.Зная шаг витка τви изоляционный зазор ∆из можно уточнить высоту витка и коэффициент заполнения индуктора:
; (2.50) 
м;
; (2.51) 
.Номинальное напряжение печи:
; (2.52) 
В.Активное rи, реактивное xи и полное zи сопротивление индуктора:
rи
; (2.53)xи
; (2.54)zи
; (2.55) rи
Ом; xи
Ом;zи
Ом.Сила тока индуктора:
; (2.56) 
А.Настил тока в индукторе (напряженность магнитного поля на внутренней поверхности индуктора):
; (2.57) 
А/м.Активную мощность, подведенную к индуктору, находим по уравнению:
; (2.58) 
кВт.2.4 Расчет охлаждения индуктора
В задачу расчета входит определение потребного расхода воды, необходимого для отведения тепла, вызываемого электрическими потерями в индукторе, и потерь напора воды в индукторе, а также проверка допустимой температуры меди индуктора.
Индуктор нагревается не только в результате того, что через него проходит электрический ток, но и вследствие тепловых потерь нагреваемого изделия. Полные потери тепла с водой, охлаждающей индуктор, равны сумме электрических и тепловых потерь:
, (2.59)где Рэи – электрические потери в индукторе.
; (2.60) 
кВт; 
кВт.Требуемое количество воды:
, (2.61)где Рохл – полные потери тепла с водой;
tохл – температура воды на входе в индуктор;
tвых – температура воды на выходе из индуктора.
м3/ч.Скорость движения воды в индукторе:
, (2.62)где nв – число параллельных витков охлаждения индуктора, от которого зависит скорость движения воды при определенном расходе Vохл6 как показывает практика, при скорости воды больше 1,5 м/с потери напора в индукторе превышают допустимые, поэтому ориентировочно принимается число секций равным
(на первом цикле расчета можно принять 
). 
м/с.Определим число Рейнольдса, которое характеризует режим течения жидкости в канале:
, (2.63)где νв – кинетическая вязкость воды при средней температуре воды в канале;
dв.э – гидравлический эквивалент диаметра канала охлаждения, при цилиндрическом канале dв.э можно принимать равным диаметру канала охлаждения трубки индуктора dв.
; (2.64) 
ºС; 
.При Re >104 движение турбулентное.
Потери напора (перепад давления) воды на длине трубки индуктора (одной ветви охлаждения) также зависит от характера движения, т. е. числа Re. При турбулентном движении:
, (2.65)где lв – длина канала охлаждения одного витка индуктора;
ξв – коэффициент трения для гладких труб, зависящий от числа Рейнольдса:
при Re≤2·103
при 2·103< Re < 105
