Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Цель занятия: освоить методику расчета установок диэлектрического нагрева

Поиск

Изучаемые вопросы:

- определение мощности установки;

- определение количества влаги, испаряемой в единицу времени;

- расчет частоты поля;

- определение напряжения на конденсаторе и удельного расхода электрической энергии.

Рекомендуемая литература:

- Карасенко В.А. и др. Электротехнология. – М.: Колос, 1992.

- Гайдук В.Н., Шмигель В.Н. Практикум по электротехнологии. М.: Агропромиздат, 1989.

Краткое содержание

Требования к установкам:

1. обеспечить технологические условия (температура, скорость нагрева, время нагрева и др.)

2. сохранность материала

3. согласование электрических параметров (нагрузка и источника питания)

4. обеспечение устойчивого режима

Рн = Рпол – мощность передаваемая диэлектрику (полезная мощность – номинальная колебательная):

 

Рпол = ;

 

Колебательная мощность конденсатора:

 

Рк = Рн /

 

Колебательная мощность генератора:

Рг =

 

Мощность, потребляемая генератором из сети:

Рпотр. =

где - к.п.д. рабочего конденсатора ( = 0,8 ¸ 0,9);

- к.п.д. электрический колебательного контура ( = 0,65 ¸ 0,7);

- потери в линиях, К.П.Д. (0,9¸0,95)

- к.п.д. генератора (0,65 ¸ 0,75), (общий к.п.д. не очень высок, = 0,3 ¸ 0,45)

Напряженность электрического поля, допустимая

Едоп = ,

Епр находится из справочников, например для воздуха при t = 25 °С, Епр = 30 кВ/см.

Обычно, при нагреве и сушке, Еп» 1,5 ¸ 2 кВ/см

Частота поля конденсатора наряду с напряженностью поля определяет удельную мощность, выделяемую в диэлектрике:

∆Р = 0,555∙e ∙tg ∙d∙ f∙ E2

Технологическими условиями определяются скорость нагрева или скорость испарения влаги.

Удельная мощность при нагреве:

∆Рнаг. = , [Вт/см2]

при испарении (сушке),

 

∆Рсуш. = , [Вт/см2]

где r – удельная теплота испарения, кДж/кг;

Ср – удельная теплоемкость материала, кДж/(кг∙°С)

D – плотность материала, кг/м3

Значение частоты:

- при нагреве, fmin= 1,8 ∙10-3 ;

- при сушке, fmin = 1,8 ∙10-3 ,

где К= e∙ tg∙ d - фактор потерь

Приняв большую частоту можно снизить напряженность поля.

Максимальное значение частоты определяется по формуле:

 

fmax = ,

где Lmin – минимально возможная индуктивность контура, Г;

Сmin – емкость рабочего контура, пФ.

Размеры камеры можно найти через формулу:

 

0,555e∙tg∙d ∙f∙E2∙V∙10-3,

 

где V- объем материала, см3

Для плоского конденсатора полностью заполненного диэлектриком, V = F∙ d

где F – площадь обкладки, см2;

d – расстояние между обкладками, см

Прикладываемое напряжение зависит от расстояния:

 

UK = d ∙ E

 

(ВЧД – 40/5ДН – высоковольтные диэлектрические, 40 кВт, 5 МГц, диэлектрического нагрева универсальные).

Произвести расчет параметров генератора ТВЧ, найти размеры камеры. Необходимая производительность, g = 500[кг/ч].

Влажность материала (зерна) W1 = 18%, конечная W2 = 12 %. Температура материала перед сушкой, t1 = 20 °С.

Диэлектрическую проницаемость материала принять, e = 6,5; tgd = 0,2.

Допустимая напряженность электрического поля Е = 0,1 кВ/см.

Решение

1. Определяем количество влаги, испаряемой в единицу времени:

 

W = g ∙ , кг/с

 

2. Находим удельную теплоту испарения, при температуре зерна 20 °С:

 

r = I2 – I1» 2510 [кДж/кг],

 

где I1; I2 – начальная и конечная энтальпия влаги, кДж/кг (по I- d диаграмме);

r – удельная теплота, затрачиваемая на испарение влаги, кДж/кг.

3. Определим полезную номинальную мощность генератора:

 

Рн = W ∙ r, [кВт].

 

4. Допустимая скорость сушки:

 

, [ ]

 

= 324 ( ) с. – допустимое время нахождения в тепловом поле

.

5. Определим минимальную частоту поля:

 

fmin = 1,8 ∙ 10-3 , [МГц]

D = 1000 кг/м3

К = e ∙ tg∙d

Принимаем ближайшую fmin станд.

 

6. Удельная мощность:

 

, [Вт/см3]

 

7. Требуемый объем камеры:

 

V = , [см3]

Принимаем d = 15 см ширину электрода b = 15 см.

h = , см

 

 

 

 

Рисунок 8.1 - Схема установки диэлектрического нагрева

 

 

8. Определим напряжение на конденсаторе:

 

UK = d ∙E, [ кВ]

 

9. Удельный расход электроэнергии:

 

Рг = , [кВт]

 

Wуд. = , [кВт∙ч/кг]

 

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-12-30; просмотров: 459; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.227.209.89 (0.007 с.)