Приближенный расчет индуктора для закалки деталей.

Задание:

Рассчитать индуктор для закалки деталей диаметром D₂ =4см с шириной закаленного слоя а₂ = 8см. Глубина закалки х_к = 0,2см; частота тока источника f = 440кГц; напряжение на индукторе U_и = 800В.

Решение:

1. Продолжительность нагрева определяем по графику, приведенному на рисунке 11, при х_к = 0,2см и D = 4см, τ = 11с.

2. Удельную мощность определяем по графику, показанному на рисунке 12. При тех же параметрах р₀ = 0,4кВт/см².

3. Мощность, подводимая к индуктору:

где: η_и - К.П.Д. индуктора, равный 0,75.

Рис. 11. График зависимости продолжительности нагрева от диаметра детали и глубины закалки (цифры на кривых указывают глубину слоя, см)

4. Диаметр индуктора:

где: h₃ - зазор между индуктором и деталью, h₃ = 0,5см.

5. Напряжение на индукторе при мощности Р =100кВт, частоте f =250кГц и зазоре h₃ = 0,3см принимаем:

6. Ток на индукторе при тех же параметрах принимаем:

Рис. 12. График зависимости удельной мощности от диаметра детали и глубины закалки (цифры на кривых указывают глубину слоя, см)

7. Напряжение на индукторе фактическое (при одном витке):

8. Ток индуктора фактический:

9. Коэффициент мощности:

10. Число витков индуктора:

Технический расчет лампового генератора высокой частоты.

Задание:

Рассчитать генератор с номинальной мощностью Р = 30кВт.

Решение:

1. По таблице технических характеристик ламп выбираем лампу Г431.

2. Максимальный импульс анодного тока:

где: I_s - ток эмиссии, равный 12А.

3. Угол отсечки для генератора с самовозбуждением принимаем θ = 70°.

4. Коэффициент использования анодного напряжения:

где: Е_а - анодное напряжение 15 кВ;

S_гp - крутизна линий пограничного режима (приложение 9), =9мА/В.

5. Амплитуда переменного напряжения на аноде:

6. Коэффициенты разложения кривой анодного тока определяют по графикам на рисунке 13:

при θ = 70° α₀ = 0,28 и α₁ = 0,44.

7. Амплитуда первой гармоники анодного тока:

8. Постоянная составляющая анодного тока:

9. Колебательная мощность:

10. Подводимая мощность:

11. Мощность, рассеиваемая на аноде:

Она должна быть меньше Р_{а. доп} =20кВт.

12. К.П.Д. генератора (идеальный):

13. Эквивалентное сопротивление анодного контура:

14. Амплитуда сеточного напряжения:

где: D_л = 0,02 - проницаемость лампы;

S_л = 12 мА/В - крутизна статической характеристики.

Рис. 13. Коэффициенты разложения кривой анодного тока.

15. Напряжение смещения:

где: Е_а0 - напряжение приведения = 5кВ (приложение 9);

16. Постоянная составляющая сеточного тока:

17. Амплитуда первой гармоники сеточного тока:

18. Мощность, потребляемая цепью сетки:

19. Мощность, потребляемая цепью накала:

где: U_f = 22В - напряжение накала;

I_f = 100А - ток накала.

20. Фактический К.П.Д. генератора:

21. Допустимый анодный ток в точке покоя:

22. Сеточное смещение в точке покоя:

23. Сопротивление катодного автоматического смещения:

24. Коэффициент обратной связи:

25. Напряжение на катодном сопротивлении автоматического смещения:

26. Смещение на сеточном сопротивлении:

27. Сопротивление автоматического сеточного смещения:

Расчёт параметров генератора ТВЧ и размеры камеры нагрева для высокочастотной сушилки семенного зерна

Задание:

Рассчитать параметры генератора ТВЧ и размеры камеры нагрева для высокочастотной сушилки семенного зерна производительностью 300кг/ч. Начальная влажность зерна ω_i=18%, конечная - ω₂= 3%, начальная температура зерна t₁=20°С.

Решение:

1. Диэлектрическая проницаемость зерна в коротковолновом диапазоне частот при заданной влажности может быть принята равной ε' = 6,5; tg δ = 0,2. Допустимая напряженность электрического поля Е = 0,1 кВ/см.

2. Определяем количество влаги, испаряемой в единицу времени:

3. При начальной температуре зерна 20° С удельная теплота испарения:

4. Полезная номинальная мощность генератора:

5. Допустимая скорость сушки:

6. Минимальная частота поля конденсатора:

где: D – плотность материала, равный 1000 кг/м³;

r – удельная теплота испарения, кДж/кг;

К = ε× tg δ – фактор потерь

7. Принимаем из диапазона разрешенных частот (приложение 13) ближайшую большую частоту f = 40,68МГц:

8. Удельная мощность, выделяемая в единице объема зерна:

9. Необходимый объем рабочей камеры:

10. Принимаем камеру нагрева двойной с центральным высоковольтным электродом.

11. Примем далее расстояние между обкладками кон­денсатора d = 10см, ширину электрода b = 20см, тогда высота электрода составит:

12. При выбранном d необходимое напряжение на кон­денсаторе

13. При выборе генератора напряжение U_к может оказаться иным, тогда размеры камеры следует привести в соответствие с U_к и допустимым значением Е. Выбранный генератор по мощности должен соответствовать размерному ряду мощностей установок диэлектрического нагрева.

14. Определим удельный расход электроэнергии на испарение влаги. Потребная мощность генератора:

Значения К.П.Д. приняты удельный расход электроэнергии на 1 кг испаренной влаги

Дата добавления: 2017-02-01