Главная | Обратная связь

РАСЧЕТ ОХЛАЖДЕНИЯ ИНДУКТОРА

6.1. Полное количество тепла, нагревающего индуктор,

где P_T — полезная мощность в заготовке; — полный к. п. д. индуктора.

6.2. Количество охлаждающей воды-

где Т_В — температура воды на входе в индуктор, °С; Т₁ — температура воды на выходе. Она не должна быть выше 50° G, так как иначе возможно местное парообразование и перегорание индуктора.

6.3. Скорость воды

где v— линейная скорость воды; s — площадь отверстия трубки, м². Обычно v == 1 — 1,5 м/сек.

6.4. Проверка на турбулентность: наилучшее охлаждение обеспечивается при вихревом (турбулентном) движении воды, что осуществляется при достаточной скорости ее течения. При этом происходит интенсивное перемешивание воды в трубке. При турбулентном движении воды должно удовлетворяться неравенство:

где Re — критерий Рейнольдса; v — скорость воды, м/сек; — кинематическая вязкость воды, м²/сек; D₀ — гидравлический эквивалент диаметра, м,

где s — площадь отверстия, м²; F — внутренний периметр трубки, участвующий в теплообмене, м.

Если трубка цилиндрическая, то D₀ = D, где D — внутренний диаметр трубки.

В индукторах обычно применяется прямоугольная трубка и тепло выделяется на одной стороне, обращенной внутрь индуктора. Однако вследствие хорошей теплопроводности меди можно считать весь периметр участвующим в теплообмене.

Кинематическая вязкость зависит от температуры. Определяется она при средней температуре

Ниже приведены значения кинематической вязкости (в м^/сек) в зависимости от температуры, °С:

T	..... 20	40 01 0.661	60 0.48	80 0.37	0,3
.	..... l,01

 

Если Re<2300, следует увеличить внутреннее сечение трубки или скорость движения воды. В последнем случае возможно придется делать несколько подводов воды, с тем чтобы уменьшить гидравлическое сопротивление и понизить давление.

6.5. Перепад давления по длине трубки

где — коэффициент сопротивления при шероховатости первого рода; —длина трубки индуктора, м; l = nD_срW (D_ср — средний диаметр витка).

С течением времени внутренняя стенка трубки покрывается накипью, осаждающейся в виде мелких неровностей, что и учитывается коэффициентом сопротивления

где k — коэффициент шероховатости первого рода (шероховатость первого рода, так называемая зернистая — худший вид шероховатости); k == 1,5 — 5 м.

В среднем можно считать, что k == 3 м.

6.6. Число ветвей охлаждения индуктора находится следующим образом. Наибольший допустимый перепад давления определяется техническими данными системы охлаждения. При питании индуктора водой от городского водопровода перепад давления не должен превышать 2-10⁶ н/м². Поэтому, если из расчета по пункту 6.5 получается перепад давления выше заданного, оказывается необходимо делить индуктор по охлаждению на несколько секций. Тепло, выделяющееся в каждой из п секций, , а потребное количество и скорость воды: Wn = W/n и v_n = v/n.

Тогда перепад давления в секции

Так как задается, а известно из расчета по пункту 6.5, то легко определить число секций

Необходимо проверить, удовлетворяется ли условие турбулентного течения воды (пункт 4) при скорости v_n = v/n, и, если нужно, увеличить последнюю. При этом снова находится перепад давления и число ветвей охлаждения.