
- •Содержание
- •Термины и определения
- •Министерство сельского хозяйства
- •Казахский агротехнический университет им. С.Сейфуллина
- •Программа дисциплины для студентов (Силлабус)
- •Астана 2010
- •2 Рабочая программа дисциплины
- •Данные о преподавателе
- •Данные о дисциплине
- •2.3 Пререквизиты курса
- •2.4 Постреквизиты курса
- •2.5 Краткое описание курса
- •2.5.1 Цель курса
- •2.5.2 Задачи курса
- •2.5.3 После окончания курса студенты должны
- •2. 6 Содержание курса
- •2.6.1 Перечень лекционных занятий
- •2.6.2 Перечень лабораторно- практических занятий
- •2.8 Список литературы
- •2.8.1 Основная литература
- •2.8.2 Дополнительная литература
- •2.8.3 Методическая литература
- •2.8.4 Оборудование
- •2.9 Политика курса и академической этики
- •2.10 Информация по оценке знаний
- •2.10.1 Формы контроля
- •2.11 Политика выставления оценок
- •3. Краткий курс лекций
- •3.1 Тема 1. Основные положения и понятия электротехнологии
- •3.2 Тема 2. Энергетические основы электротехнологии
- •3.3 Тема 3. Общие закономерности преобразования электрической энергии в другие виды
- •3.4 Тема 4. Способы преобразования электрической энергии в тепловую
- •3.5 Тема 5. Кинетика нагрева однородного тела и его анализ
- •3.6 Тема 6. Электродный нагрев
- •3.7 Тема 7. Косвенный нагрев сопротивлением
- •3.8 Тема 8. Электродуговой нагрев
- •3.9 Тема 9. Индукционный нагрев
- •3.10 Тема 10. Диэлектрический нагрев
- •3.11 Тема 11. Электронно-лучевой и лазерный нагрев
- •3.12 Тема 12. Электрические водонагреватели и паровые котлы
- •3.13 Тема 13. Электротермическое оборудование для создания микроклимата
- •3.14 Тема 14. Электрообогрев почвы и воздуха в сооружениях защищенного грунта
- •3.15 Тема 15. Тепловая обработка материалов и электроимпульсные технологии
- •4 Практические занятия
- •4.1 Тема: Расчет электрических нагревателей
- •4.2 Тема: Расчет электродных нагревателей с регулированием мощности
- •3.1 Тема: Расчет и выбор тэНов
- •4.4 Тема: Расчет тепловых режимов электронагревательных установок
- •4.5 Тема: Расчет электрокалориферной установки
- •4.6 Тема: Расчет электрообогреваемого пола в животноводческих помещениях
- •4.7 Тема: Электрообогрев сооружений защищенного грунта
- •4.8 Тема: Расчет установки диэлектрического нагрева
- •4.9 Тема: Расчет и выбор нагревательных трансформаторов
- •4.10 Тема: Расчет систем микроклимата
- •4.11 Тема: Определение тепловой нагрузки индукционных нагревателей жидкости
- •4.12 Тема: Индукционные установки для нагрева и закалки металлических деталей
- •6. Вопросы для самоконтроля
- •6.1 Рубежный контроль №1
- •6.2 Рубежный контроль №2
- •7. Тематика расчетно-графических работ и рефератов
- •8. Индивидуальные задания для выполнения рассчетно - графических работ (контрольных)
- •9 Рекомендуемая литература для самостоятельной работы студентов
- •Бабко Анатолий Николаевич
4.9 Тема: Расчет и выбор нагревательных трансформаторов
Цель занятия: освоить методику расчета устройств электроконтактного нагрева
Изучаемые вопросы:
- определение массы детали и времени нагрева;
- расчет мощности трансформатора;
- определение глубины прогрева заготовки;
- определение уровня напряжения и тока подводимого к заготовке.
Рекомендуемая литература:
- Карасенко В.А. и др. Электротехнология. – М.: Колос, 1992.
- Гайдук В.Н., Шмигель В.Н. Практикум по электротехнологии. М.: Агропромиздат, 1989.
- Изаков Ф.Я. и др. Практикум по применению электрической энергии в сельском хозяйстве. – М.: Колос, 1972.
- Бабко А.Н. Электромеханика и электротехническое оборудование: Уч. пособие. – Астана: Каз АТУ, 2009.
Краткое содержание
Рисунок 9.1- Принципиальная схема электроконтактного нагрева:
заготовка; 2 – нагревательный трансформатор; 3- подводящие шины; 4- контактные зажимы
Выбрать трансформатор для электроконтактного нагрева прутков из углеродистой стали (20 = 0,135 ∙10 -4 Ом∙см) от t1 = 20 С до t2 = 700 С. Длина нагреваемой части прутка l = 0,4 м, диаметр d = 300мм, продолжительность включения трансформатора ПВ = 0,25, температура окружающей среды t0 = 20 С.
Масса нагреваемой части прутка
М
=
,
кг,
где D = 7,8 кг/дм3 – плотность стали.
Продолжительность нагрева
=
,
с,
где
∆М = М∙
,
кг/м – масса заготовки длиной в 1 м, кг/м;
∆Р – средняя интенсивность подвода энергии на единицу длины нагреваемой части заготовки. кВт /м
По опытным данным ∆Р = 160250 кВт/м, принимаем ∆Р – 200 кВт/м
С = 0,48 кДж/(кг∙С) – средняя удельная теплоемкость стали.
Полезная мощность трансформатора
Рпол
=
,
кВт
Расчетная мощность трансформатора
S
=
,
кВ∙ А
где k3 – коэффициент запаса, принимается k3 = 1,2;
= 0,82 – к.п.д. электроустановки электроконтактного нагрева
cos φ = 0,84 – коэффициент мощности.
По диаграммам рис. 13 [1] в зависимости от отношения l /d2
Для заданного ПВ. Sрасч = S
, кВ∙А
где ПВ – продолжительность включения в относительных единицах
ПВ%
=
,
р – продолжительность работы;
П – продолжительность паузы;
Если они постоянны, то ПВ не изменяется
Сопротивление заготовки
Rt
= kп∙t∙
где kп – коэффициент поверхностного эффекта, к.п.д. – проявляется в убывании плотности тока от поверхности вглубь проводника вследствие затухания электромагнитной волны kП = f (физических свойств материала, размеров проводника и частоты тока)
При приближенных расчетах
kП
= 1+
,
при а
< 1,
kП
= а +
,
при а
> 1,
где
а =
- безразмерный параметр;
d – диаметр цилиндрического проводника, м;
Za – глубина проникновения тока в металл, м
Za
= 5030∙
,
см
μ – принимается = 100- относительная магнитная проницаемость
Удельное сопротивление t вычисляем для среднего за время нагрева перепада температур
,
t= 20(1+ 0,0055∙ + 9∙10-6∙ 2), Ом∙см
При вычислении t для стальных заготовок следует учитывать и третий член ряда, т.к. температурный коэффициент сопротивления у стали велик и вычисления по формуле t = 20(1+ ∙Q) приводят к большим погрешностям.
Сопротивление прутка определяется по пункту 6 .
Напряжение, которое необходимо подвести к заготовке
U
=
,
В
где - к.п.д. установки = 0,9 (нагревательного трансформатора)
Рабочий ток
I
=
,
А
Для
такого тока принимаем
,
=
7,3 В. Принимаем для нагрева трансформатор
типа ТПТ – 1000 .
Практическое занятие 10 (объем – 2 ч.)