Приложение м

(обязательное)

Расчет индукционного нагрева

Порядок расчета параметров индукционного нагрева следующий:

- определяется требуемая для разогрева бетона активная электрическая мощность по формуле:

Р_р = Р_уд.р. - V_б, кВт

где: Р_уд.р. - удельная мощность, кВт/м³, определяется по формуле;

- определяется поверхность источников тепла (арматуры, металлической опалубки или суммы арматуры с металлической опалубкой)

P = П_s · h,

где: П_s - сумма периметров загрузки (продольной арматуры и металлической опалубки), см;

h - высота (длина) конструкции (арматуры), см;

- удельная мощность теплового источника, необходимая для нагрева по заданному режиму, определяется по формуле:

, Вт/см²,

где: F - поверхность источника тепла.

По рисунку М.1 находится требуемая напряженность магнитного поля (Н, А/см) и удельное электросопротивление стали (ρ_н) при этой напряженности.

Число витков n определяется по формулам:

- для цилиндрического индуктора с медным проводом

где: U - заданное электрическое напряжение, В;

R_i - радиус индуктора, см;

α - коэффициент формы индуктора определяется по графику в соответствии с рисунком М.2;

- для цилиндрического индуктора с алюминиевым проводом:

;

- для индуктора прямоугольного сечения с медным проводом:

;

- для индуктора прямоугольного сечения с алюминиевым проводом;

;

где: a_i, b_i - стороны опалубки, см;

Сила тока в индукторе определяется по формуле:

, А,

по найденной силе тока в приложении П по таблицам П.2 ÷ П.4 подбирается сечение провода индуктора;

определяется удельная мощность при изотермическом прогреве и далее требуемая активная электрическая мощность:

Р_и = Р_уд.и. · V_б, кВт; , Вт/см²

по рисунку М.1 определяются H и ρ;

при найденном ранее п определяется напряжение U и сила тока I;

Коэффициент мощности системы определяется по формуле:

полная мощность системы:

Рисунок М.1 - Зависимость ρ_н и ΔР от напряженности магнитного поля Н

1 - ρ_н = 10 · 10^-6; 2 - ρ_н = 20 · 10^-6; 3 - ρ_н = 30 · 10^-6 Ом

Рисунок М.2 - Коэффициент формы индуктора m в зависимости от отношения высоты индуктора h_i к его радиусу R_i

Приложение н

(обязательное)

Расчет обогрева инфракрасными лучами

Порядок расчета обогрева инфракрасными лучами следующий: требуемая мощность на разогрев определяется по формуле:

где: F_н - площадь поверхностей, воспринимающих инфракрасное излучение, м²;

α_р - коэффициент теплоотдачи излучением, Вт/м² · °С;

α_к - коэффициент теплоотдачи конвекции, Вт/м² · °С;

F_от, F_он - площадь, соответственно открытой и опалубленной поверхностей конструкции, м².

Мощность, требуемая на период изотермического прогрева, определяется по формуле:

Р_п = [(α_л + α_к) · F_cm + к · F_on] · (t_u - t_н.в.) - Ц_д - V_б

Требуемая энергетическая освещенность на стадии подъема температуры определяется по формуле:

где: ε - степень черноты поверхностей, воспринимающих инфракрасное излучение, определяется по таблице Н.1.

Освещенность на стадии изотермического прогрева определяется по формуле:

Мощность инфракрасной установки рассчитывается по формуле:

;

где: f - коэффициент облученности, определяется по таблице Н.2.

Далее возможны два варианта расчета:

1. Зная требуемую энергетическую освещенность на поверхности нагрева Е, площадь этой поверхности F_н, задаются типом инфракрасных излучателей и их количеством, затем суммированием мощностей отдельных излучателей устанавливается общая мощность инфракрасной установки W_y и определяется допустимое значение коэффициента облученности f в соответствии с которым по таблице Н.2 подбирают необходимые значения геометрических параметров установки: расстояние между излучателями, между излучателями и отражающей поверхностью, между излучателями и поверхностью нагрева и т.д.

2. Задаются геометрическими параметрами установки, определяется коэффициент облученности в системе f и по определенным f₁, P₂ и F_н рассчитывается необходимая мощность инфракрасной установки W_т.

Таблица Н.1 - Степень черноты полного нормального излучения некоторых материалов

Наименование материалов	Температура, 0 °С	Степень черноты
Алюминий:
полированный	50-500	0,04-0,06
сильно окисленный	50-500	0,2-0,3
Бетон	20-100	0,65-0,85
Вода (слой толщиной более 0,1 мм)	0-100	0,95-0,98
Вольфрам	200	0,05
Древесина	20	0,7-0,8
Железо:
полированное	400-1000	0,14-0,38
окисленное	100	0,74
то же	125-525	0,78-0,82
листовое, оцинкованное, блестящее	30	0,23
листовое, оцинкованное, окисленное	20	0,28
Жесть белая старая	20	0,28
Керамзитобетон	20-150	0,7-0,9
Краски:
алюминиевые различной давности	100	0,3-0,35
масляные различных цветов	100	0,92-0,96
Лак черный матовый	40-100	0,96-0,98
Лед гладкий	0	0,97
Нихромовая проволока окисленная	50-500	0,95-0,98
Снег	-	0,8
Сталь:
листовая шлифованная	950-1100	0,55-0,61
с шероховатой плоской поверхностью	50	0,95-0,98
сильно окисленная	50-500	0,88-0,98

Таблица Н.2 - Зависимость коэффициента облученности f от схемы прогрева

№ п/п

Взаимное расположение и форма поверхностей

Значение коэффициента f

1.

Бесконечные параллельные плоскости

f_1-2 = f_2-1 = 1

2.

Поверхности образуют защитную систему

а) одна из поверхностей вогнутая

б) одно тело внутри другого тела

f_1-2 = 1; f_2-1 =

3.

Бесконечные параллельные полосы

a1/h	Значение f1-2 при a2/h
	0,1	1	5	10	50	100	500	1000
0,1	0,05	0,45	0,935	1	1	1	1	1
1	0,045	0,414	0,926	0,98	1	1	1	1
5	0,015	0,185	0,82	0,947	0,999	1	1	1
10	0,01	0,098	0,487	0,905	0,998	1	1	1
50	0,002	0,032	0,099	0,199	0,975	0,995	1	1
100	0,000	0,01	0,054	0,102	0,508	0,985	0,999	1
500	0,000	0,005	0,01	0,021	0,107	0,23	0,998	1
1000	0,000	0,001	0,005	0,01	0,05	0,105	0,5	0,999
a2/h	0,1	1	5	10	50	100	500	1000
	Значение f2-1 при a1/h

4.

Два одинаковых прямоугольника, расположенных в параллельных плоскостях друг против друга

a1/h	Значение f при a2/h
	0,1	1	5	10	50	100	500	1000
0,1	0,000	0,013	0,032	0,034	0,041	0,048	0,049	0,049
1	0,015	0,195	0,358	0,388	0,411	0,412	0,413	0,414
5	0,032	0,299	0,564	0,793	0,8	0,815	0,818	0,819
10	0,04	0,385	0,729	0,812	0,882	0,895	0,9	0,905
50	0,044	0,469	0,813	0,886	0,959	0,963	0,977	0,98
100	0,045	0,6	0,815	0,893	0,967	0,972	0,98	0,985
500	0,046	0,681	0,818	0,9	0,974	0,983	0,993	0,998
1000	0,05	0,707	0,82	0,905	0,98	0,99	0,998	0,999

5.

Неограниченная плоскость (1) и ряд трубчатых излучателей в параллельной плоскости

S/d	1	2	5	10	20	50
f1-2	1	0,656	0,293	0,151	0,077	0,31
f2-1	0,318	0,417	0,466	0,48	0,482	0,49