Характеристика материала заготовок

Рисунок 4.2 - Зависимость к. п. д. электроконтактной установки ς2 от отношения длины к сечению нагреваемой детали

1- ή t для l2 = 1000 мм; 2- ή t для l2 = 100 мм; 3 — ή э для ς2=0,6; 4- ή t = 0,94ή t ή э для l2 = 100 мм; 5- ή t эксплуатационный коэффициент

Если предположить, что в нагреваемую деталь передаются теоретически потребное количество энергии и тепловые потери, то для теплового к. п. д. цилиндрической детали можно написать следующую приближенную формулу:

(22)

где τ — время нагрева в сек;

d2 и l2—диаметр и длина нагреваемой зоны детали в см. Эта формула соответствует следующим условиям:

1. Удельная интенсивность излучения с нагретой детали равна 12 вт/см2 в продолжение всего периода нагрева, т. е. потери этого вида взяты с явным превышением с тем, чтобы ими восполнить потери, не поддающиеся непосредственному учету.

2. Осевая длина зажимного токоподводящего контакта равна диаметру нагреваемой детали, а ширина площадки контактирования l К — 0,5 см по всей длине контакта.

Для подвода тока, а следовательно, и для отвода тепла используется четыре контакта.

Потери конвекции определяются по формуле (12).

Рисунок 4.3 - График

Если скорость нагрева определяется из формулы (5), то тепловой к. п. д. можно выразить либо через параметры детали, либо через длину детали и время нагрева:

(23)

На рисунке 4.2 и 4.3 приведены кривые зависимости теплового к. п. д.

ή t от отношения /2/s2, диаметра d2 и времени нагрева τ для двух значений длин нагреваемых зон детали (/2 =100 и 1000 мм).

Большее значение теплового к. п. д. для заготовок большой длины объясняется относительно меньшими потерями теплопроводности через токоподводящие контакты, приходящимися на единицу длины детали; при этом энергия, вводимая в деталь, пропорциональна ее длине. Поэтому хотя потери конвекции и излучения и пропорциональны длине детали, они в данном случае не сказываются на величине к. п. д.

Общий к. п. д. В связи с тем, что все три коэффициента формулы (21) определены, общий к. п. д. электроконтактного устройства может быть выражен кривой 4 (на рисунке 4.2) в зависимости от отношения длины заготовки к сечению при среднем значении к. п. д. силового трансформатора ήтр = 0,94.

Для сопоставления расчетно-теоретической кривой общего к. п. д. с экспериментальной на той же фигуре приведена кривая 5, выражающая значения общего к. п. д. одной из однопозиционных электроконтактных установок.

Из рассмотрения кривых видно, что действительный к. п. д. нагревательной установки в функции отношения l 2/s2 в основном соответствует расчетно-теоретическому, отличаясь от него только при малых значениях l 2/s2 (от 2,2 до 1,2).

При теоретических расчетах электротехнических характеристик нагревательных установок целесообразнее пользоваться расчетно-теоретической кривой 4 общего к. п. д., а не экспериментальной 5, справедливой для определенной конкретной установки. Экспериментальные данные можно было бы обобщить для любого случая электроконтактного нагрева, если бы они отвечали условию изменения напряжения на заготовке в соответствии с потребной мощностью, вычисляемой по теоретической формуле.