Коэффициент полезного действия установки

Общая активная мощность, преобразуемая в тепло во вторичной цепи трансформатора, состоит из полезной тепловой мощности, выделяемой в детали, и тепловой мощности, выделяемой в контактных устройствах и питающих проводах. Поскольку ток, протекающий по этим элементам одинаков, то выделяемая тепловая мощность будет пропорциональна активным сопротивлениям элементов. Следовательно, чем больше соотношение

 

 ,                                    (2.11)

 

тем больше КПД. Чтобы сократить электрические потери и достичь максимального КПД, суммарное активное сопротивление соединительных проводов  и контактов должно быть минимальным, а активное сопротивление детали . – существенно больше указанных сопротивлений.

Кроме того, тепловой КПД зависит от геометрических параметров детали. Чем больше отношение длины детали к поперечному сечению, тем меньше потери тепла через контактные устройства, тем выше КПД. При небольшом значении этого отношения КПД резко снижается.

 

2.6. Порядок выполнения задания

2.6.1. Масса нагреваемой части детали

 

, кг,                                          (2.12)

 

2.6.2. Определить среднюю полезную мощность  , выделяемую в детали в процессе нагрева, по формуле (2.1).

2.6.3. Определить общую активную мощность  , потребляемую установкой с учетом электрических и тепловых потерь по формуле (2.2), приняв среднее значение КПД установки η.

2.6.4. Определить расчетную полную мощность трансформатора  с учетом повторно-кратковременного режима работы установки по формуле (2.3), приняв среднее значение коэффициента мощности cos φ.

2.6.5. Определить среднее значение температуры детали за время нагрева по формуле (2.6).

2.6.6. Определить расчетное значение удельного сопротивления материала детали  в процессе нагрева по формуле (2.7).

2.6.7. Определить эффективную глубину проникновения тока  в металл детали по формуле (2.8).

2.6.8. Определить коэффициент поверхностного эффекта  по формуле (2.9).

2.6.9. Определить поперечное сечение детали

 

                                                   (2.13)

 

2.6.10. Определить активное сопротивление нагреваемой части детали с учетом нагрева и поверхностного эффекта по формуле (2.10).

2.6.11. Определить напряжение  на нагреваемой части детали по формуле (2.5).

2.6.12. Вторичное напряжение трансформатора с учетом падения напряжения в контактах и питающих проводниках в соответствии с (2.11)

 

                      (2.14)

 

2.6.12. Рабочий ток вторичной цепи трансформатора

 

, А                                               (2.15)

 

2.6.13. Зная напряжение и ток вторичной цепи выбрать печной трансформатор из табл.2.3.

 

Таблица 2.3. Характеристики печных однофазных трансформаторов.

Тип трансформатора	Мощность трансформатора S, кВА	Первичное напряжение U1, В	Вторичное напряжение U2, В, (пар._/_посл.)	Вторичный ток I2, А, (пар/посл.)	Число ступеней
ОЭСК 25/60	25-12,5	380	29,4-14,7 / 58,8-29,4	850 / 425	5
ОЭСК 25/73	25-12,5	380	36,3-18,2 / 72,5-36,3	688 / 344	5
ОЭСК 25/100	25-12,5	380	52,0-26,0 / 104,0-52,0	480 / 240	5
ОЭСК 25/310	25-12,5	380	155,0-77,5 / 310,0-155,0	161 / 80	5
ОЭСК 40/34	40-20	380	17,3-8,6 / 34,6-17,3	2313 / 1156	5
ОЭСК 40/100	40-20	380	52-26 / 104-52	769 / 384	5
ОЭСК 40/310	40-20	380	155-77,5 / 310-155	258 / 129	5
ОЭСК 63/34	63-31,5	380	17,3-8,6 / 34,6-17,3	3641 / 1820	5
ОЭСК 63/50	63-31,5	380	25-12,5 / 50-25	2520 / 1260	5
ОЭСК 63/100	63-31,5	380	52-26 / 104-52	1211 / 605	5
ОЭСК 63/310	63-31,5	380	155-77,5 / 310-155	406 / 203	5
ОЭСК 100/43	100-50	380	21,4-10,7 / 42,8-21,4	4672 / 2336	5
ОЭСК 100/50	100-50	380	25-12,5 / 50-25	4000 / 2000	5
ОЭСК 100/100	100-50	380	52-26 / 104-52	1923 / 961	5
ОЭСК 100/300	100-50	380	149,8-74,9 / 300-149,8	667 / 333	5
ОЭСК 160/40	160-80	380	20-10 / 40-20	8000 / 4000	5
ОЭСК 160/160	160-80	380	80-40 / 160-80	2000 / 1000	5
ОЭСК 250/40	250-125	380	40-20 / 80-40	6250 / 3125	5