Прессы для горячей объемной штамповки
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?рами d = D/( 1,42,5), то в соответствии с этим были изготовлены три модели диаметрами 40, 60 и 70 мм с положительным допуском 1-2 мм длиной между хомутами 850, 830, 830 мм соответственно. При нагреве модели измеряли температуру в трех точках ее длины (середина длины, край и между ними), мощность, потребляемую спиралью (по показаниям ваттметра, вольтметра и амперметра), температуру внутренней и наружной поверхности шамотных втулок, температуру входящей и выходящей воды из спирали индуктора, а также ее расход. Все измерения производили при установившемся режиме, т. е. после того, как устанавливалась постоянная температура поверхности нагретой модели и температура выходящей воды из спирали индуктора. Температуру модели и футеровки измеряли с помощью платина - плати-нородиевых и хромель-алюмелевых термопар, подключенных к потенциометрам. Температуру воды измеряли ртутными термометрами с ценой деления шкалы 0,1 С.
При стационарном тепловом режиме можно измерить тепловые потери через футеровку и через кольцевой зазор между ней и спиралью. Потери теплоты через футеровку индуктора определяли калориметрированием - по расходу и температуре входящей и выходящей воды. Потери теплоты через кольцевой зазор находили как разность между энергией, подводимой к участку спирали в индукторе, и энергией, отводимой водой. Все величины измеряли с интервалом температур 50-100С.
В табл. 11 приведены режимы нагрева моделей при трех температурах. Напряжение и ток при нагреве моделей изменялись в следующих пределах: при нагреве модели диаметром 40 мм - U= 1836 В, I= 1254138 А; диаметром 60 мм -U = 2844В; I=12582А; диаметром 70 мм - U = 2949 В; I=120195 А.
Таблица 11 Некоторые результаты измерений при нагреве моделей различного диаметра в индукторе
Температура спирали, оСТемпература поверхности шамотных втулок, оСТемпература воды, оСРасход воды q, г/сМощность на нагрев спирали, Рсп, КВтМощность потерь с водой, Рв, КВтПриведенная мощность к длине футеровки, Рф, КВтВ середине t1175 мм от середины, t2350 мм от середины t3наружной t5внутренней t4входящей t6выходящей t7d = 60 мм7207286985943753,418,533,13,62,13,2100010129509015723,327,939,45,64,05,013001325122012337703,139,446,89,37,18,3d = 70 мм720--5953533,316,536,63,52,03,01000--8805303,024,746,95,64,34,91300--11957213,442,243,69,87,18,5d = 40 мм720--5713473,318,126,62,81,72,41000--8615343,635,626,54,83,54,21300--12097293,243,8388,96,47,8
Из приведенных электрических параметров нагрева моделей можно заключить, что для данного характера исследований вполне приемлемы трансформаторы, применяемые для электродуговой сварки. В связи с тем что в производственных условиях при нагреве в одном и том же индукторе заготовок разного диаметра последние располагают на направляющих не концентрично относительно окна футеровки, модель каждого диаметра также размещали в индукторе различным образом. В частности, проводили нагревы при концентричном расположении модели (на подставках) и при расположении ее лежа непосредственно на футеровке. Как оказалось, разница в расположении модели в индукторе крайне незначительно сказывалась на изменении тепловых потерь через футеровку.
Для наглядного представления характера соотношения температур поверхности модели и шамотной футеровки на рис. 57 приведена диаграмма циклов нагрева. Анализ диаграммы показывает, что концы модели имеют более низкую температуру, чем ее средние участки, и эта разница тем больше, чем выше общая температура модели. В области температур 1000-1300 С эта разница (t2-t1) составляет 80 - 100 С. Эксперименты по нагреву моделей диаметрами 40 и 70 мм показывают, что разница между температурами концов и средних участков нагретых моделей в указанной области температур почти не изменяется.
Рис. 57. Диаграмма распределения температур в нагревательной модели диаметром 60 мм (1-3) и в футеровке индуктора (4, 5)
Необходимо напомнить, что при нагреве заготовок в индукторе тоже происходит подстуживание их концов, следовательно, нет надобности стремиться получить абсолютно равномерный нагрев по длине модели, так как это нарушит истинную картину теплообмена. В процессе проведения исследований было замечено, что длина подстуженных концевых участков моделей диаметром 70 мм составляла 30-40 мм, у моделей диаметром 40 мм - около 40-50 мм; у модели диаметром 60 мм - 35-45 мм. Естественно, это сказывается и на температуре поверхности футеровки.
В результате из табл. 11 можно заключить, что абсолютное значение мощности тепловых потерь при одинаковой температуре не слишком резко зависит от размера диаметра модели. Например, при нагреве модели диаметром 70 мм и ее температуре 1300 С мощность потерь с водой (табл. 11) составляет 7,1 кВт, а при нагреве модели диаметром 40 мм - 6,4 кВт. В данном случае диаметр модели изменился почти в два раза, а потери всего на 0,7 кВт.
Из-за возможных погрешностей измерений было проведено в общей сложности более 100 опытов при различных температурах от 700 до 1300С.
Анализ полученных данных показывает, что отношение длины модели к диаметру не оказывает заметного влияния на тепловые потери, так как даже при разнице в соотношениях l/d почти в два раза (15/8) сохраняется пропорциональность расстояния между кривыми во всем диапазоне температур. Таким образом, основным параметром, влияющим на потери через кольцевой зазор, является соотношение диаметров D/d.
Экспериментальные работы по исследованию индукционного нагрева решают две тесно связанные задачи: электрическую и тепловую. Они не могут быть оторваны друг от друга, поэтому для правильных, экономически оправданных результатов исследователь должен достаточно глуб