Работа и конструкция печи
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
, протекающей через него, большое гидравлическое сопротивление. Для того чтобы обеспечить необходимое для охлаждения индуктора количество воды при заданном давлении на входе, требуется выбрать соответствующее внутреннее сечение трубки. Его можно определить расчетным путем по известному количеству тепла, которое должно быть отведено водой.
Расчет произведен по методике изложенной в работе [1].
Для расчета заданы температура охлаждающей воды на входе Tвх=+10 0С, на выходе Tвых=+50 0С.
1. Из теплотехнического расчета известно полное количество тепла, нагревающего индуктор
?P=467,2 кВт.
2. Количество охлаждающей воды
W=,
W=(0,24•467,2/40)•10-3=28•10-4 м3/с
3. Площадь отверстия трубки
S= W/? ,
где ? скорость воды примем ?=2м/с.
S=28•10-4/2=14 см2.
Выберем трубку с внутренним диаметром d=1,9 см или прямоугольную трубку с внутренним отверстием 2,0x1,45см.
- Проверка на турбулентность. Наилучшее охлаждение имеет место в том случае, если движение воды является турбулентным (вихревым), что получается при достаточной скорости ее течения. При этом происходит интенсивное перемешивание воды в трубке.
При турбулентном движении воды должно удовлетворяться неравенство
Re =>2300 ,
где Re критерий Рейнольдса; ?- скорость воды, м/с; ? кинематическая вязкость воды, м2/с; D0 гидравлический эквивалент диаметра, м.
Гидравлический эквивалент диаметра находится по формуле
,
где F- внутренний периметр трубки, участвующий в теплообмене, F=6,9 см.
м.
Значение кинематической вязкости принимаем в зависимости от средней температуры Tср=(10+50)/2=30 0С ?=0,84•10-6м2/с [1, стр.182].
Re=193236>2300, движение воды турбулентное.
- Перепад давления по длине трубки
,
где ?1 коэффициент сопротивления при шероховатости первого рода, ?1= 10-2(k/D0)0,314 ;
k коэффициент шероховатости первого рода, k=1,55м (в среднем можно считать, что k=3м);
l длина трубки индуктора, l=?D1ср?;
D1ср средний диаметр витка;
? количество витков, ?=9.
?1= 0,058; l=31,4м.
Па.
Чтобы учесть возможные местные уменьшения сечения трубки при пайке, а также повороты у выводов, следует полученный результат увеличить в 1,5 раза
Па.
При питании индуктора водой от городского водопровода перепад давления не должен превышать 2•105 Па. Так как полученное значение выше 2•105 Па, необходимо поделить индуктор по охлаждению на несколько секций.
- Число ветвей (секций) найдем по формуле
,
где ?pn допустимый перепад давления.
.
Число ветвей примем n=2.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
После проведенных расчетов получили индукционную печь с технической характеристикой, указанной в табл.3.
Таблица 3
Техническая характеристика печи с учетом рассчитанных показателей
№Наименование параметраЕд.изм.Величина1МощностькВт7502Частота питающего токаГц503Число фаз силовой цепишт34Напряжение в сетиВ3805Материал нагреваемых заготовокАлюминий и его сплавы6Размеры нагреваемых заготовок:
-наружный диаметр
-длина
мм
мм
400;500
500-10007Tемпература нагрева слитков
0С
4708Темп выдачи нагретых слитковс7009Производительность при нагреве до 470 0Сшт/ч
кг/ч5
130010Длина индукторам411Диаметр индукторам0,5212Ток в индуктореА83713Расход охлаждающей водым3/с28•10-414Давление воды в системе охлажденияМПа0,615Температура охлаждающей воды:
- на входе
- на выходе
0С
0С
+10…+20
до +50