Розв’язок

1. Визначаємо рекомендовану частоту для деталей простої форми (плоскі поверхні, тіла обертання):

кГц

Вибираємо найближчу з частот, які використовуються (67кГц, 440кГц, 880кГц, 1760 кГц): f=67 кГц

2. Знаходимо значення середньої питомої потужності ΔР додаток В (рисунок 1 ) ΔР=400 Вт/см².

3. Знаходимо значення al для холодного стану:

,

см²

4. Повітряний проміжок між індуктором і виробом a=0,5 см.

5. Діаметр індуктора d_i, см:

см

1. Довжина провідника індуктора l, см:

см

2. Кількість витків індуктора ω:

3. Висота індуктора:

см

Приймаємо h_і =10 см.

4. Потужність, яка підводиться до індуктора:

,

де η_і - ККД індуктора, (додаток В, рис.2), приймаємо η_і=0,66

кВт

5. Коливальна потужність генератора:

,

де η_тр - ККД трансформатора, додаток В (рис.2 ), приймаємо η_тр=0,88

кВт

6. Вибираємо високочастотну установку додаток В (таб.1 ) ЛПЗ-2-67М з коливальною потужністю 63 кВт і робочою частотою 67 кГц.

Висновок: таким чином, діаметр індуктора складає 4 см, довжина провідника індуктора 76,4 см, кількість витків – 6 шт, висота індуктора 10 см, потужність, яка підводиться до індуктора 57 кВт та вибрано високочастотну установку ЛПЗ-2-67М для поверхневого загартування циліндричних установок з вуглецевої сталі.

Задача №4: Виконати розрахунок елементного водонагрівника періодичної дії. Визначити установлену потужність, вибрати ТЕНи і визначити їх кількість. За даними розрахунків вибрати тип водонагрівника.

Вихідні дані:

потужність одного ТЕНа – Р₁ = 2 кВт;

маса води – m = 800 кг;

початкова температура води – θ₁ = 5°С;

кінцева температура води – θ₂ = 75°С;

тривалість нагрівання – Т=5 год.

Варіант	Потужність одного ТЕНа, кВт	Маса води, кг	Початкова температура нагрівання, °С	Кінцева температура нагрівання, °С	Тривалість нагрівання, год
1	1,0	400	5	90	2,0
2	4,0	1000	8	85	2,9
3	2,0	800	10	80	5,0
4	0,8	400	8	90	3,0
5	3,5	800	8	85	2,5
6	2,0	750	5	85	2,9
7	4,0	1400	9	80	3,0
8	3,5	1000	6	70	5,0
9	1,0	600	6	70	3,0
10	2,0	1000	9	75	2,0

Розв’язок

1. Визначаємо розрахункову потужність водонагрівника періодичної дії Р_р, кВт:

,

де k_з – коефіцієнт запасу, k_з =1,1…1,3;

с – теплоємність води, с=4,19 кДж/(кг·°С);

η – ККД водонагрівника, η =0,9…0,95

кВт

2. З додатка Г (табл.3) вибираємо ТЕН-100В13/2Р220 з даними:

активна довжина l_а = 800 мм = 80 см;

діаметр трубки d = 13 мм= 1,3 см;

питома поверхнева потужність Р_н = 6,12 Вт/см²

3. Визначаємо площу активної поверхні одного ТЕНа S_а1, см²:

см²

4. Визначаємо необхідну площу активної поверхні всіх ТЕНів S_а∑, см²:

м²

5. Визначаємо необхідну кількість ТЕНів n, шт.:

шт

Приймаємо n = 9 шт

Примітка. Число кількості ТЕНів при трифазній мережі живлення для забезпечення симетричного навантаження повинно бути кратне трьом.

6. Визначаємо установлену потужність водонагрівника Р_у, кВт:

кВт

7. Вибираємо водонагрівник САОС- 800/90 – И1 додаток Г (табл.1).

8. Уточнюємо час нагріву Т, год:

Висновок: при установленій потужності електроводонагрівника 18 кВт час нагрівання становитиме 4 год 34 хв.

Задача №5: Розрахувати та вибрати електроповітронагрівальну установку для обігріву тваринницького (птахівницького) приміщення. Місцевий обігрів непередбачений.

Вихідні дані:

приміщення для утримання – дорослих свиней на відгодівлі;

середня маса тварин – m =100 кг;

кількість тварин –n = 600 гол;

^{об’єм приміщення – V = 3000 м3}

Варі- ант	Приміщення для утримання	Маса тварини, кг	Кількість тварин, гол	Об’єм приміщення, м3
1	кнурів	100	100	864
2	молодняку курей яєчних порід до 4 тижнів	0,25	5000	2535
3	корів дійних при рівні лактацій 5 л	400	150	4277
4	телят віком від 1 до 3 місяців	60	500	3528
5	молодняку курей мясних порід до 9 тижнів	1,4	11000	4435
6	дорослих гусей	6,0	6000	2592
7	молодняку ВРХ	120	360	2304
8	відгодівельного молодняку свиней	80	400	2880
9	холостих і легкосупоросних свиноматок	100	100	3168
10	молодняку курей м’ясних порід до 20 тижнів	2,3	1000	2700