Характеристика материала заготовок

К. п. д. всякого нагревательного устройства зависит от конструкции последнего, от способа нагрева и от геометрических размеров нагреваемых деталей.

Чтобы вывести формулу для определения общего к. п. д. любого нагревательного устройства, необходимо записать выражение баланса энергии, справедливое для любого момента нагрева той или иной детали (речь идет об общей мощности, потребляемой электронагревательной установкой из сети):

jpg">

(16)

где Рп — полезная мощность, затрачиваемая на нагрев детали

до заданной температуры;

Р1 — мощность, теряемая в силовом трансформаторе;

Рц — мощность, теряемая в элементах вторичной электрической цепи;

Р3 — мощность тепловых потерь вследствие излучения, конвекции и теплопроводности;

Р4 — мощность потерь в металлических деталях вследствие наличия магнитных потоков рассеяния проводников с током.

Тогда общий к. п. д. нагревательного устройства может быть найден из формулы:

(17)

Если в эту формулу подставить значение отдельных видов потерь, то получим зависимость к. п. д. от конкретных параметров детали и нагревательной установки (геометрических размеров детали и шин и их свойства).

Для практического использования формулы ее целесообразно представить в виде

ή о = ήтр ήэ ή t (18)

где ήтр — коэффициент полезного действия трансформатора;

ήэ — коэффициент, учитывающий электрические потери в

элементах вторичной цепи;

ή t — коэффициент, учитывающий тепловые потери, в том числе и потери в металлических массах, и носящий название теплового к. п. д.

Обычно в литературе по электронагреву к. п. д. трансформатора и вторичных элементов цепи ήэ объединяются одним коэффициентом, называемым электрическим к. п. д. установки. Но в данном случае будет удобнее пользоваться двумя коэффициентами — для учета потерь в трансформаторе и в элементах вторичной цепи.

К. п. д. силового трансформатора электроконтактных установок учитывает потери энергии в обмотках и в трансформаторном железе, а также в металлических крепежных деталях.

Поскольку токи и электрическое сопротивление в обмотках, а также индукция в трансформаторном железе и вес его известны, то определение потерь в них не представляет особых затруднений.

Общее выражение для к. п. д. трансформатора будет иметь следующий вид:

(19)

где I1 — ток в первичной обмотке трансформатора;

rт — активное сопротивление обмоток, проведенное к "первичной обмотке;

∆р — потери в трансформаторном железе магнитопровода;

Рн — номинальная мощность трансформатора в кет.

Из формулы видно, что для уменьшения потерь в трансформаторе необходимо стремиться к уменьшению сопротивления в обмотках и к уменьшению тока (если это возможно по условиям сохранения требуемой производительности).

Электрический к. п. д. ήэ вторичной цепи учитывает потери энергии в токоподводящих шинах, контактных колодках, контактах и других элементах вторичной цепи нагревательной установки.