Конструкция и расчет индукционной тигельной печи для выплавки чугуна производительностью 2,5 т ч (стр. 5 из 5)
ζпов – коэффициент сопротивления поворота струи на 360ºС;
κш – коэффициент увеличения сопротивления, вызванный шероховатостью внутренней поверхностью канала охлаждения, κш = 2 ÷ 3.
; (2.66) 
м; 
; (2.67)
кПа.Должно соблюдаться условие ∆р<202,6 кПа.
Теперь необходимо убедится, что условия конвективной теплопередачи в канале охлаждения обеспечивают отвод от индуктора суммарных потерь Рохл.
Мощность, которая может быть отведена охлаждающей водой:
, (2.68)где Тин – температура стенки индуктора (обычно Тин ≤ 428 К)
κв – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения теплового потока по периметру накала охлаждения (поверхность охлаждения составляет не более 40-45 % внутренней поверхности трубки, т. к. ток циркулирует не по всей трубке, а только по той части ее, обращенной к нагреваемому изделию);
αв – коэффициент теплоотдачи от стенки индуктора к охлаждающей воды.
, (2.67)где Nu – критерий Нусельта.
При турбулентном режиме критерий Нусельта можно определить:
, (2.68)где Pr – критерий Прандмая, являющийся теплофизической характеристикой теплоносителя:
, (2.69)где αв – коэффициент температуропроводности воды.
; 
; 
кВт/(м2·К); 
кВт.Таким образом соблюдается условие:
Рохл < Рв. (2.70)
2.5 Расчет конденсаторной батареи
В индукционных нагревательных установках реактивная мощность достаточно велика, а, следовательно, cos φ весьма низок. Поэтому в установках такого типа для компенсации реактивной 0предусматривают включение в электрическую печь батареи конденсаторов, емкость которой выбирают из условий резонанса цепи печь-конденсаторы с частотой питающего тока. Батареи составляют из конденсаторных банок, часть из которых постоянно подключена к индуктору, а часть включена через коммутирующие устройства – эти банки пдключаются по мере необходимости для подстройки колебательного контура в резонанс при изменении параметров загрузки во время нагрева.
Задачей расчета является определение необходимого количества конденсаторных банок, а также электрических потерь в конденсаторах.
Тип конденсатора выбирают по справочным данным в зависимости от частоты тока, напряжения на индукторе. Выбираем конденсатор серии КСЭ 1,05–75V4.
Определяем реактивную мощность конденсаторной батареи, необходимую для доведения низкого cosφ установки до значения cosφк:
, (2.71)где κб – коэффициент запаса мощности на случай выхода из строя части конденсаторов и на допуски по значению емкости (κб=1,25÷1,30);
tgφ – «естественный» коэффициент реактивной мощности;
tgφк – коэффициент мощности, соответствующий cosφк колебательного контура.
; (2.72) 
; 
Вар.Общая емкость конденсаторной батареи:
; (2.73) 
мкФ.Необходимое число конденсаторных банок:
, (2.74)где С1 – номинальная емкость одной банки.
.Электрические потери в конденсаторной батареи:
, (2.75)где tg δ – тангенс угла диэлектрических потерь.
Вт.Заключение
В результате выполнения курсового проекта на тему «Конструкция и расчет индукционной тигельной печи для выплавки чугуна производительностью 2,5 т/ч» была изучена конструкция и работа индукционной тигельной печи, были проведены расчеты:
- определение размеров рабочего пространства печи;
- тепловой расчет печи;
- электрический расчет печи;
- расчет охлаждения индуктора;
- расчет конденсаторной батареи.
Также выполнены чертежи индукционной печи.
Список использованных источников
1 Миткалинный В.И. Металлургические печи: Атлас / Миткалинный В.И., Кривандин В.А., Морозов В.А. и др. – М.: Металлургия, 1987. С.267, С.25-53
2 Самохвалов Г.В. Электрические печи черной металлургии / Самохвалов Г.В., Черныш Г.И. – М.: Металлургия, 1984. С.452, С.83-149.
3 Толымбеков М.Ж. Методические рекомендации по выполнению производственно-профессиональных расчетов по технологическим и конструктивным курсам металлургических специальностей. Алма-Ата: РУМК, 1990. С.450, С.127-158.
4 Поволоцкий Д.Я. Электрометаллургия стали и ферросплавов / Поволоцкий Д.Я., Рощин В.Е., Рысс М.А. и др. – М.: металлургия, 1984. С.236, С.26-37.
5 Еднерал Ф.П. Электрометаллургия стали и ферросплавов. – М.: Металлургия, 1977. С.360, С.132-140.
