Из графиков (рис. 3.4) определяется как функция полезной емкости тигля .

Высота загрузки определяется по выражению

, м. (3.23)

Высота внутренней полости тигля (на рис. 3.3 не указана) ориентировочно может быть определена по эмпирическому отношению [6]

. (3.24)

Высота индуктора (без учета холостых витков) определяется по выражению

, м. (3.25)

Как указывалось ранее, значение коэффициента .

Взаимное расположение индуктора и загрузки, а также индуктора и магнитопровода ( ) определяют из конструктивных соображений. Для ориентировочной оценки можно использовать отношение . В печах средней частоты (открытых и вакуумных) обычно принимают симметричное расположение индуктора по отношению к загрузке. В печах промышленной частоты верхний уровень индуктора располагают на % ниже номинального уровня расплава.

Для выравнивания температурного поля в стенке тигля непосредственно над рабочими витками индуктора устанавливают «холостую» водоохлаждаемую катушку, не подключаемую к источнику питания.

Толщина футеровки в среднем сечении тигля определяется по выражению

, м. (3.26)

Из графика (рис. 3.4) определяется как функция полезной емкости тигля .

Ориентировочно толщина футеровки в среднем сечении тигля может быть определена по эмпирической формуле [6]

, м, (3.27)

где - полезная емкость тигля, т.

Внутренний диаметр индуктора

, м, (3.28)

где - толщина тепловой изоляции, располагаемой между футеровкой и индуктором ( мм).

Удельная поверхностная мощность определяется по выражению

, Вт/м². (3.29)

Высота мениска определяется по выражению

,м, (3.30)

где - плотность расплава, кг/м³;

- удельное сопротивление расплава, Омм;

- частота источника питания, Гц.

Высота мениска ( ) обычно не превышает 15 % полной высоты металла по оси тигля ( ).

ПРИМЕР 3

Рассчитать основные геометрические размеры индукционной тигельной печи.

В качестве исходных данных принять исходные данные и результаты расчетов примеров 1 и 2.

Полезный объем тигля определяется по (3.19)

м³.

По графикам (рис. 3.4) определяются коэффициенты и при т: , . Значение коэффициента принимается .

Средний внутренний диаметр тигля определяется по выражению (3.22)

м.

Высота загрузки определяется по выражению (3.23)

м.

Принимаем м.

Высота индуктора определяется по выражению (3.25)

м.

Толщина футеровки в среднем сечении тигля определяется по выражению (3.26)

м.

Используя выражение (3.27), проверим значение

м.

Исходя из того, что между индуктором и загрузкой должно быть минимально возможное расстояние, принимаем м.

Внутренний диаметр индуктора рассчитывается по (3.28)

.

Для расчета принимаем мм.

м.

Внутренний диаметр магнитопровода можно ориентировочно определить из соотношения

.

Принимая , определим

м.