Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 45. 4 december 1956 - Induktiv götuppvärmning med lågfrekvent ström, av Bo Estberger - Nya metoder - Kol-skiffersortering med gammastrålning, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
20 november 1956
1061
Tabell 1. Beräknade och experimentella värden på
temperaturfördelningen i götet och värmningstiden7
. Beräknat Experimentellt
exakt enligt approximativt resultat
Schönbacher enligt Junker
Koppar /
yttemperatur ........ .. °C 850 850 850
temperaturdifferens .. .. °C 19 19 20—24
värmningstid ......... ... h 0,163 0,133 0,136
Mässing
yttemperatur ........ .. °C 770 770 770
temperaturdifferens .. .. °C 34 34 37—41
värmningstid ......... ... h 0,177 0,168 0,172
Nysilver
yttemperatur ........ .. °C 850 850 810
temperaturdifferens .. .. °C 25 25 28
värmningstid ......... ... h 0,432 0,386 0,377
denna förenkling kan erfarenheter från
transformator-teorin (kortsluten transformator) utnyttjas. Följande
diskussion gäller för det förenklade fallet att magnetfältet är
homogent längs induktionsspolen och götet. Den från
spolen till götet överförda effekten erhålles ur P2 = l~ R„, där
I är strömmen i spolens lindning och R2 den till
"transformatorns" primärsida överförda sekundärresistansen.
Med tillräcklig noggrannhet kan P2 då beräknas med
formeln8, 9
p2 = 4 n2 (In/l)2 r,j l VQg V f • 10"15 (W)
(6)
där n är antal varv i spolen, / götlängden (m) och Qg götets
resistivitet. Effektförlusten i spolen beräknas på samma
sätt ur P1 = 12 /?!, där Rt är spolens resistans. Analogt med
ekv. (6) beräknas effektförlusten till
px = 4 tz2 (In/I)2 rs l Vqs f • 10"15 (W)
(7)
där rs och är spolens radie resp. resistivitet.
Ur ekv. (6") och (7) kan den elektriska verkningsgraden
r]ei beräknas till
r]ei =
P2
Ty
]/ß Qg
Pi + Pi rsV Qs + ry V fi Qg
(8)
Om man bortser från permeabiliteten, beror rjei dels av
förhållandet mellan götets och spolens resistiviteter, dels
av kopplingsgraden som bestäms av avståndet mellan göt
och spole. Vid idealfallet spaltlös koppling (rs = ry) ger
ekv. (8) t.ex. för koppargöt i kopparspole en elektrisk
verkningsgrad av 0,50. Motsvarande värde för aluminium
i kopparspole är 0,62. Vid induktiv uppvärmning av ett
magnetiskt stål kan verkningsgraden genom
permeabilite-tens inverkan uppgå till 0,98. över Curie-punkten avtar
dock den elektriska verkningsgraden. Ekv. (2) ger en
uppfattning om totala verkningsgraden.
Medeleffekten under försöket enligt fig. 4 var 265 kW/m
götlängd. Temperaturstegringen hos götet var 91,5°C/min,
varur verkningsgraden kan beräknas till 0,5. Denna
verkningsgrad, i vilken strålningsförlusterna inräknats, är
normal vid induktiv uppvärmning av icke ferromagnetiska
göt. Goda motståndsugnar ger verkningsgrader på 0,7—0,8
vid kontinuerlig drift. Vid diskontinuerlig körning blir
emellertid fördelen med induktionsugnar allt större tack
vare att litet värme magasineras i dem.
Energitätheten på götytan
Vid uppvärmning av göt eftersträvas som nämnts en så
jämn temperatur som möjligt över götsektionen, och
denna strävan fordrar en maximering av effekttätheten P2’ på
götytan som kan skrivas
Pi = Pt/2 71 ry l = 2 ti (In/1)2 ]/Qg fi f 10"15 (W/m2)
Gränsen bestäms även av den tillåtna drifttemperaturen
hos induktionsspolen, dvs. den beror på spolens konstruk-
tion. För olika kylsystem hos spolen kan följande värden
på effekttätheten tillåtas:
Spole Tillåten effekttäthet
kW/m2
Vattenkyld ................................. 600—700
Luftkyld .................................... 100—120
Okyld (värmebeständigt utförande) ........ 40— 50
Slutord
Användningsområdet bestämmer lämplig frekvens hos
induktionsugnar. Vid götuppvärmning har lågfrekvensugnen
framför högfrekvensugnen den kvalitativa fördelen att
ge-nomvärmningen blir bättre och sker snabbare tack vare
det större inträngningsdjupet vid lägre frekvens. Ett
stålgöt med 150 mm diameter fordrar t.ex. bara hälften så
lång värmningstid vid 50 Hz som vid 300 Hz, om
temperaturskillnaden mellan yta och centrum är densamma.
Härtill kommer att lågfrekvensugnar har lägre
anläggningskostnad genom att ingen dyrbar högfrekvensgenerator
behövs; vidare har de högre totalverkningsgrad och
mindre platsbehov.
Man kan därför säga att användningen av
lågfrekvensugnar har inlett en ny epok i den metallbearbetande
industrin och att den återverkat på alla grenar-inom
produktionsavdelningen. Samtidigt har dock ugnsarbetet blivit
mera komplicerat genom att lågfrekvensugnen kräver bl.a.
bättre skolad personal för att dess kapacitet skall kunna
utnyttjas till fullo. Den är förhållandevis känslig för
driftstörningar men har ytterst mångsidig användbarhet.
Litteratur
1. Seulen, G W: Neue Erfahrungen mit der induktiveri Erivärmung
in der metallverarbeitenden Industrie. Werkstattstechn. u.
Masclii-nenbau 44 (1954) s. 14.
2. Bildberichte der Firma Otto Junker GmbH T 53-T 61.
3. Schönbacher, K: Induktive Durchwärmung planparalleler und
vollzglindrischer Heizgutstücke. Elektrowärme-Techn. 5 (1954) s. 54.
4. Heiligenstaedt: Wärmetechnische Rechnungen. Düsseldorf 1951.
5. Bildberichte der Firma Otto Junker GmbH T 44 a.
6. Junker, O & Ostler, F: über die induktive
Netzfrequenzerwär-mung von runden Blöchen aus NE-Metallen. Metall 8 (1954) s. 282.
7. Putz, J: über die Temperaturverteiligung im vollzglindrischen
Heizgut aus NE-Metallen bei NF-Induktionserwårmung.
Elektrowärme-Techn. 5 (1954) s. 225.
8. von Kännen, E: Induktive NF-Erwärmung und
Anwendungsfor-men. Metall 10 (1956) s. 538.
9. Fischer, W: Die teoretischen Grundlagen der Induktionsheizung
ohne Eisenschluss. Z. Elektrowärme 1932 s. 41.
Nya metoder
Kol-skiffersortering med gammastrålning. I
Storbritannien håller man på att utveckla en automatisk metod
för sortering av kol och skiffer, byggd på y-strålars
åter-spridning. Metoden är grundad på att den relativa vikten
av Compton-rekyl och fotoelektrisk absorption av y-strålar
med ca 0,1 MeV energi beror av atomnumret hos det ämne
som strålningen träffar. Sannolikheten för en rekyl växer
i stort sett linjärt med ämnets täthet, medan
sannolikheten för fotoelektrisk absorption är proportionell mot
^gj. % ämnets atomnummer och E
strålningsenergin.
Aterspridningen av y-strålar med låg energi från kol med
atomnumret 6 blir större än från skiffer vars atomnummer
är i genomsnitt ca 11 därför att den fotoelektriska
absorptionen blir mindre i kol än i skiffer.
Laboratorieexperiment på 50 stycken av kol och skiffer med tulium 170
som strålningskälla (y-strålningens energi 0,085 och 0,050
MeV) gav god samstämmighet med askhaltsbestämningar.
Man tror att automatisk sortering av stycken med mer än
10 cm diameter skall kunna ske billigare enligt den
angivna principen än enligt nu använda metoder (J L
Put-man i föredrag vid Instruments & Measurements
Confe-rence, Stockholm 1956). SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
