| Конструкция нагревателя | Материал нагреваемых изделий | ||
| Сталь ε = 0.8 | Сталь в защитной атмосфере ε = 0.45 | Алюминий ε = 0.3 | |
| Ленточный зигзагообразный свободно подвешенный | 0.46 | 0.51 | 0.54 |
| Ленточный зигзагообразный в пазу | 0.44 | 0.48 | 0.50 |
| Проволочный зигзагообразный или стержневой свободно подвешенный | 0.62 | 0.65 | 0.68 |
| Проволочный зигзагообразный в пазу | 0.56 | 0.60 | 0.63 |
| Проволочный спиральный на трубке | 0.46 | 0.49 | 0.50 |
| Проволочный спиральный на полочке | 0.39 | 0.44 | 0.47 |
| Проволочный спиральный в пазу | 0.31 | 0.34 | 0.35 |
| Литой свободно подвешенный | 0.60 | 0.63 | 0.65 |
При расчете необходимо также учитывать изменение удельного электрического сопротивления материала нагревателя 
с возрастанием температуры. Полученные расчетные значения диаметра и размеров сечения ленты округляются до ближайших по сортаменту размеров:
- для проволочных нагревателей диаметр, мм: 2,0; 2,2; 2,5; 2,8; 3,2; 3,6; 4,0; 4,5; 5,0; 5,6; 6,3; 7; 8; 9; 10; 11; 12; 13; 14; 15;16; 17; 18; 19; 20.
- для нагревателей прямоугольного сечения, мм: 2×10; 1,5×15; 2×15; 2,2×20; 2,5×20; 3×20; 2,2×25; 2,5×25; 3×25; 2,2×30;2,5×30; 3×30; 2,2×36; 2,5×36; 3×36; 2,2×40; 2,5×40; 3×40.
Следует иметь в виду, что для температур более 700°С не рекомендуется принимать диаметр нагревателя менее 5 мм.
Для выбранных параметров нагревателей необходимоуточнить расчетную длину нагревателя, рассчитать вес нагревателя, определить действительную поверхностную мощность 
и силу тока 
, приняв 
.Действительную поверхностную мощность рассчитать по фактической поверхности теплоотдачи. Если удельная поверхностная мощность отличается от фактической более, чем на 5%, расчёты повторить.
Задача 2
Контактный нагрев стальных заготовок диаметром 
, мм и длиной 
, мм от температуры 
до 
производится на установке, активное сопротивление вторичной цепи которой без заготовки 
. Определить электрический КПД установки в первоначальный и конечныйпериоды разогрева и мощность источника энергии. Данные взять из табл. 3.
|
|
Удельное сопротивление стали при температуре равно 
,температурный коэффициент сопротивления - 
, 1/°С.
Таблица 3
| Данные | Варианты | |||||||||
| d, мм | ||||||||||
| l, мм | ||||||||||
| t, °С | -5 | -10 | -15 | |||||||
 , 10-3, 1/°С
| 0,66 | 0,66 | 0,66 | 0,66 | 0,66 | 0,66 | 0,4 | 0,4 | 0,2 | 0,39 |
| r2, мкОм |
Указания к решению задачи
Решение задачи необходимо начать с определения активного сопротивлениязаготовки в начале разогрева. Удельное сопротивление стали в начале разогреваопределяют по заданному удельному сопротивлению стали при 
,начальной температуре нагрева и температурном коэффициенте сопротивления , 1/°С.
Затем определяют КПД установки в начале и конце разогрева 
.
Мощность источника питания определяют по формуле:
,
где 
- масса заготовки, кг (плотность стали 7800 кг/м3);
С - средняя удельная теплоемкость, Дж/кг · 
(С=500 Дж/кг · );
- конечная температура заготовки, ;
- начальная температура заготовки, ;
- время нагрева заготовки, 
;
- средний КПД установки в течение нагрева заготовки.
Время нагрева, необходимое для нагревания стальных заготовок до температуры 
, определяется по рис. 1.
|
|
Задача 3
Для площадипоперечного сечения расплавленного металла 
при номинальнойзагрузке индукционной печи со стальнымсердечником и среднего радиуса канала печи 
необходимо:
1)определитьмощность 
, расходуемую на нагрев металла в начале расплавления,когда "болото" имеет площадь поперечного сечения 
и температуру 
, и в конце расплавления. Угол между векторами тока и индукцированной ЕДС 
в кольце металла принять постоянным 
;
2) рассчитать и построить график 
глубины проникновения электромагнитной волны в металл при индукционном нагреве от температуры 
до температуры плавления 
.
3) описать принцип работы канальной и тигельной печей.