Файл: Глебовский В.Г. Плавка металлов и сплавов во взвешенном состоянии.pdf

По первой методике осуществляют подбор 'генерато­ ра и для плавки іво взвешенном состоянии. В качестве ■примера приведем аналогичный расчет для жидких 'мо­

температуру, находим, что интервал изменения А со­ ставляет 0,4—0,5. Для молибдена и никеля принимаем объем, равный 1,1 см3. Рассчитаем / и А, обеспечиваю­ щие получение температуры, 'близкой к температуре плавления. Результаты приведены в табл. 7 [27].

Уже отмечалось, что для индуктора типа II значе­ ния А изменяются от 0,4 до 0,7, поэтому для молибдена пригодны частоты 260 и 440 кГц, а для никеля 8— 70 кГц. По формуле (21) определяем /ты. которые ока­ зались равными для молибдена 40 кГц и .никеля 50 кГц. Следовательно, окончательно выбираем для /мо=260-^- -Н40 кГц и /N1=70 кГц.

Аналогично были рассчитаны частоты, обеспечиваю­ щие условия удержания различных металлов, достиже­ ния температур, близких к температурам плавления, а также необходимые мощности с учетом выпускаемых промышленностью высокочастотных генераторов. Были выбраны индукторы типов I и II с напряжением на их вводах, полученным пересчетом экспериментальных ре-

46

47

коэффициент А для передачи необходимой мощности в

ны результаты опытов по зависимости f=cp(t) для мед­ ного шарика диаметром 20 мм в многовитковом индук­ торе типа III (табл. 9) [38].

Видно, что для осуществления взвешенного состоя­ ния необходимы частоты 10—270 кГц и ток 200 А. Прак­ тически для выбора частоты можно воспользоваться данными табл. 8, а необходимую массу металла и тем­

48

КОНСТРУКЦИИ ИНДУКТОРОВ

Индуктор и нагреваемое металлическое тело, поме­ щенное в него, составляют единую электромагнитную систему, подобную трансформатору в режиме .коротко­ го замыкания [50]. Однако в трансформаторе четко разделены функции его частей: электрический ток про­ ходит по обмоткам, магнитный поток — по малнитопроводу. В 'противоположность этому поверхностный слой нагреваемого образца одновременно является и вторич­ ной электрической обмоткой и частью магнитоироівода. Поэтому в общем случае при вычислении параметров индуктора необходимо учитывать не только магнитный поток, проходящий в зазоре, но и поток ів металле. Кро­ ме того, рассмотрение осложняется также и тем, что значения р и ц в разных точках сечения нагреваемого металла различны я меняются в течение времени. В ис­ следовании [50] подробно рассмотрен процесс нагрева (холодный, промежуточный, горячий режимы), а также представлены принятые допущения для упрощения вза­ имосвязи ц и р для последующего расчета (р-ц = = const). Значения р. определяют как функцию напря­ женности магнитного поля на границе раздела, пользу­ ясь кривой намагничивания. Ввиду того, что напряжен­ ность магнитного поля зависит от удельной мощности в

Авторы [50] осуществили общий расчет индуктора, причем необходимые соотношения они получили из ре­ шения уравнения электромагнитного поля применитель­ но к распространению электромагнитной энергии внут­ ри плоского проводника бесконечной толщины. Там же представлен пример расчета одновиткового закалочного цилиндрического индуктора, с помощью которого мож­ но определить диаметр индуктора и его ширину, напря­ жение и ток, коэффициент мощности к. п. д. индукто­ ра и .мощность, подводимую к нему. Однако воспользо­ ваться указанным расчетом для определения парамет­ ров индукторов для ПВС нельзя, так как в нем не учи­ тывается главное отличие ПВС от известных методов нагрева — существование силы, поддерживающей ме­ таллический образец в твердом и жидком состояниях.

В связи с этим самой важной и необходимой особен­ ностью ПВС является использование специальных ин-

49

экспериментальную «практику ПВС двухвитковых индук­ торов и, в частности, индуктора «лодочка», состоящего из двух боковых параллельно включенных витков (тип I). Схема индуктора представлена на рис. 27. Верти­ кальные изгибы профилированной медной трубки сдела­ ны для устойчивого парения образца. Одним из важ-

с

с

Рис. 27. Схема индуктора типа I (а) и зависимость мощности, пере­ даваемой в образец от напряжения на индукторе (б); h — расстоя­ ние от центра образца до верхней плоскости пимсней части витка), «частота поля / =200 і»Гц

ных рабочих параметров двухвнтковых индукторов яв­ ляется зависимость между мощностью, отнесенной «к массе металла, и квадратом амплитуды напряженности

второго, свидетельствующих об ограничении устойчивос­ ти металла в нижнем иверхнем положениях. Эксперимен­ тально показано, что вытекание металла из индуктора типа I подчиняется уравнению (22) независимо от его физических свойств и объема, хотя . металл объемом < 2 ом3 при напряжении < Е/щ висит неустойчиво. Та­ ким образом, индуктор типа I обладает рядом преиму­ ществ: его размеры относительно малы; поле симметрич­ ное; разность потенциалов минимальная; дно индукто­ ра находится под одним и тем же потенциалом, масса

50