因为毛坯尺寸很小,心部温度为950℃,则表心温差的数值可视为0,
Tk= (2.5)
毛坯表面与中心的温差 = ,
温差为0时,查文献[12]的图3-13,得傅里叶数 =1.7,则把数值代入式(2-5):
2.3 毛坯加热所需的功率
毛坯加热的有效功率: P21= (2.6)
式中:c——金属的比热容[kw/(kg*k)];
G——生产率(kg/h);
——毛坯加热前的温度(℃);
——毛坯加热后的温度(℃)。
已知将45#钢材加热到950℃的比热容为: 619.5J/kg•k=0.172*10-3kw•h/(kg•k)
则: =0.172*10-3(950-20)*20
=3.1992kw
毛坯感应加热时的热损失,包括辐射热损失与传导热损失,可以按辐射热损失与传导热损失的计算公式计算,亦可按经验数据估算,取:
P22=(0.1~0.15)P21 (2.7)
这里我们取0.1,则传热损失为:
P22=0.1*3.1992 =0.31992kw
毛坯加热所需功率:
P2=3.1992kw+0.31992kw=3.51912kw≈3.5kw
2.4 磁场强度H0的计算
毛坯在螺旋形线圈中感应加热时,在一定的磁场强度H0的作用下毛坯所能产生的热能按下式计算:
式中 ——毛坯加热所需的功率(kW);
f——电流频率(Hz);
——毛坯表面的磁场强度幅值(A/cm);
——毛坯加热部分的长度(cm);
——毛坯的相对磁导率;
——毛坯的截面积( );
A——无因次磁通函数。实心圆柱形毛坯的A值;矩形截面毛坯的A值;薄壁空心圆柱形毛坯的A值;厚壁空心圆柱形毛坯的A值。
则,本设计中的磁场强度的计算为:
从文献[13]中的图6-4查得,磁场强度为6时,A=0.27 B=0.34,将数值代入式(2-9)得:
2.5 磁通量 的计算
当毛坯在单层螺旋线圈中感应加热时,其总磁通 (Wb)是空气隙中的磁通 (Wb)、毛坯中的磁通 (Wb)与线圈中的磁通 (Wb)之和。
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