3.2.4. Расчет индукционной тигельной печи.
Исходные данные печи: назначение, режим работы, емкость производительность; свойства расплавляемого металла.
Основные размеры садки: высота h и диаметр d в см для печей емкостью до 1 т определяют из соотношения:
Для печей емкостью 1 т и болле
(меньшие значения для печей большей емкостью).
Исходя из данных практики по теплоизоляции между садкой и индуктором, толщину стенки тигля в см принимают равной:
для печей емкостью |
до 0,5 т |
|
=(0,25 – 0,3) d |
|
0,5 − 3,0 т |
|
=(0,15 – 0,2) d |
|
Свыше 3,0 |
т |
=(0,1 – 0,15) d. |
Основные размеры индуктора: диаметр, см
высота, см
Частота питающего тока в Гц
где 
− удельное электрическое сопротивление расплавленного металла, Ом·м;
d − диаметр садки, см.
Глубина проникновения тока в медь индуктора в м
,
где 
− удельное электрическое сопротивление материала, Ом·м; μ − относительная магнитная проницаемость материала
100
индуктора;
f − частота тока, Гц.
Расчетный диаметр индуктора в см
Активное сопротивление индуктора при расплавленной садке в Ом/ (виток)2
,
где kз.и.=0,85÷0,95 − коэффициент заполнения индуктора (отношение суммарной высоты меди индуктора к полной высоте индуктора, включая изоляцию и зазоры).
Коэффициент самоиндукции индуктора в см
,
где a1 − коэффициент, учитывающий конечную длину индуктора и зависящий от отношения D1/Н (рис.5).
Коэффициент самоиндукции садки в см
Рис.35. Коэффициенты a1 и a2 для расчета коэффициента само
тора в Ом
где a2 − коэффициент, учитывающий конечную длину садки и зависящий от отношения − d1/h1 (рис.35).
Коэффициент взаимоиндукции системы индуктор − садка в см
где 
− функция отношений − H/h1 и D/H (рис.36).
Реактивное сопротивление индук-
101
Рис.36. Значение для определения коэффициента взаимоиндукции индукции
Реактивное сопротивление садки в Ом
Реактивное сопротивление взаимоиндукции одного витка в Ом/виток
Коэффициент трансформации системы индуктор − садка
Удельное приведенное активное сопротивление печи в Ом/(виток)2
Удельное приведенное индуктивное сопротивление печи в Ом/(виток)2
Полнее сопротивление печи в Ом/(виток)2
Электрический к.п.д. системы индуктор – садка
Коэффициент мощности системы индуктор − садка
Полезная тепловая мощность, выделяющаяся в садке, в кВт
где 
– теоретический удельный расход электроэнергии, кВт·ч/т (см. в справочнике);
П − производительность печи, т/ч. Активная мощность индуктора в кВт
102
где 
− термический к.п.д. печи, равный 0,75 − 0,90. Число витков индуктора
где 
− напряжение на индукторе, В. Сила тока в индукторе в А
Полная мощность индуктора в кВ·А
Мощность конденсаторной батареи, необходимая для компенсации реактивной мощности печи до с
=1,0 в квар
Суммарное сечение всех пакетов магнитопровода в см2
где 
− коэффициент учитывающий рассеяние магнитного потока между пакетами магнитопровода, равный 0,7 − 0,9;
− коэффициент заполнения магнитопровода, равный 0,92 − 0,95; В − магнитная индукция для внешних магнитопроводов; при частоте
50 Гц 
= 0,6÷0,9 Т, при частоте 500 − 2500 Гц 
=0,05÷0,15 Т.
Число пакетов магнитопровода выбирают исходя из конструкции печи.
103