ELECTROTERMIE

  CUPRINS:
Capitolul 1. CONDUCTIA TERMICA IN REGIM NESTATIONAR 11
1.1. Probleme generale 11
1.1.1. Conductia termica 14
1.1.2. Convectia termica 17
1.1.3. Radiatia termica 18
1.2. Ecuatia conductiei termice. Conditii de unicitate. Solutii criteriale 19
1.2.1. Ecuatia conductiei termice 19
1.2.2. Conditii de unicitate 23
1.2.3. Solutii criteriale ale ecuatiei conductiei termice 28

Capitolul 2. CONDUCTIA TERMICA IN REGIM STATIONAR 35
2.1. Conductia termica in regim stationar prin corpuri fara surse interioare de caldura 35
2.1.1. Conductia termica prin pereti plan paraleli 35
2.1.2. Conductia termica prin pereti cilindrici 40
2.1.3. Conductia termica prin pereti sferici 43
2.2. Transmiterea complexa a caldurii 45
2.2.1. Schimbul de caldura prin pereti plan paraleli, omogeni si neomogeni 45
2.2.2. Schimbul de caldura prin pereti cilindrici, omogeni si neomogeni 50
2.2.3. Schimbul de caldura prin pereti sferici, omogeni si neomogeni 51

Capitolul 3. PROIECTAREA CUPTOARELOR DE INDUCTIE CU CREUZET 53
3.1. Elementele constructive ale cuptoarelor de inductie cu creuzet 53
3.2. Tehnologii de realizare a inductorului si creuzetului 56
3.2.1. Confectionarea inductorului 56
3.2.2. Confectionarea captuselii cuptoarelor de inductie cu creuzet 60
3.3. Calculul cuptoarelor de inductie cu creuzet 64
3.3.1. Dimensionarea creuzetului 65
3.3.2. Alegerea frecventei de lucru si stabilirea duratei sarjei 67
3.3.3. Calculul termic al cuptorului 71
3.3.4. Calculul inductorului 74
3.3.4.1. Calculul electric al inductorului 74
3.3.4.2. Calculul racirii cu apa a inductorului 79
3.3.5. Calculul circuitului magnetic exterior 83
3.3.6. Calculul bateriei de condensatoare 86
3.4. Indicatori energetici 88
3.5. Bilantul energetic al instalatiei 89

ANEXE 93

Anexa I 93
I.1. Caracteristicile metalelor si aliajelor topite in cuptoarele de inductie 93
I.2. Marimi fizice ale unor substante solide 95
I.3. Energia necesara pentru incalzirea si topirea metalelor 95

Anexa II 96
II.1. Caracteristicile surselor de alimentare a instalatiilor de incalzire prin inductie 96
II.2. Caracteristicile grupurilor convertizoare de medie frecventa 96

Anexa III 98
III.1. Materiale refractare sinterizabile pentru creuzet 98
III.2. Caracteristicile principale ale materialelor refractare 99
III.3. Caracteristicile principale ale materialelor termoizolante 100
III.4. Produse termoizolante din diatomit si silico-alumina 101

Anexa IV 103
IV.1. Relatii orientative pentru calculul coeficientului de schimb de caldura prin convectie 103
IV.2. Valorile coeficientului complex de schimb de caldura prin convectie si radiatie 104
IV.3. Coeficient complex de schimb de caldura pentru peretii interiori ai cuptoarelor 105

Anexa V 106
V.1. Valorile gradului de innegrire pentru diverse materiale 106
V.2. Valorile coeficientului de diafragmare 108
V.3. Valorile orientative ale pierderilor de caldura prin radiatie la cuptoarele electrice, prin usi si orificii 109

Anexa VI 110
VI.1. Valorile functiei de corectie a inductivitatilor externe proprii 110
VI.2. Functii de corectie a inductivitatilor mutuale 111

Anexa VII 113
VII.1. Caracteristicile constructive ale tevilor de cupru (STAS 523-74) 113
VII.2. Tevi de cupru profilate pentru inductoare de frecventa industriala (productie C.S.I.) 114
VII.3. Caracteristicile fizico-mecanice si tehnologice ale cuprului 115

Anexa VIII 116
VIII.1. Coeficienti de calcul ai invariantului Nusselt 116
VIII.2. Proprietatile fizice ale apei la presiunea de 0,98 bar 117
VIII.3. Coeficientul de rezistenta la schimbarea directiei firului de curent
al fluidului cu 360° 117

Anexa IX 118
IX.1. Caracteristicile condensatoarelor de medie frecventa 118
IX.2. Caracteristicile condensatoarelor de frecventa industriala 120

BIBLIOGRAFIE 121
  PREZENTARE:
DESPRE AUTOR:

Prof. dr. ing. Radu-Dumitru PENTIUC a absolvit Institutul Politehnic „Gheorghe Asachi” din Iasi, specialitatea Electrotehnica, in anul 1982. A obtinut titlul de doctor in stiinte ingineresti in anul 1997, la aceeasi universitate. A fost repartizat in 1982 la Intreprinderea de Masini Unelte din Suceava (IMUS), recunoscuta la momentul respectiv ca fiind performanta in domeniu. In perioada stagiului, sarcinile de serviciu s-au cantonat in primii doi ani (1982-1984), in sectia mecano-energetica, la realizarea de tehnologii in sectorul electric PRAM, pentru amplasamentul Masini Unelte Grele (MUG), Scularie si Fabrica de Aparate de Masura si Control Neelectrice (FAMC). A pus in functiune utilaje si masini unelte ale noii investitii MUG, a raspuns de montarea, reglajul, punerea in parametri si efectuarea probelor la masini unelte de frezat longitudinal portal, unele cu comanda numerica si afisaj de cota, la masini de rectificat complexe, cu echipa de specialisti din R.D.G., de la firma HECKERT. A desfasurat activitati de cercetare, proiectare, punere in functiune a unor obiective de investitii, intretinere si exploatare de instalatii electroenergetice. A conceput un sistem intern de teleurmarire a energiei electrice cu computer si sistem de achizitii. In 1984 a fost promovat energetic sef al IMUS, cu responsabilitati in planificarea, normarea, urmarirea si executia reparatiilor pentru instalatiile electroenergetice la trei mari consumatori ai intreprinderii si la cei sapte mici consumatori ai I.M.U. - Suceava, iar in 1990 a fost numit seful Atelierului Energetic PRAM.

In perioada 1988-1992 a desfasurat in paralel si activitate didactica in invatamantul universitar, la inceput fiind cadru didactic asociat la Institutul de Invatamant Superior din Suceava. Din anul 1992, initial detasat, iar apoi prin concurs (in 1993), a parcurs toate treptele didactice la Departamentul de Electrotehnica din Universitatea „Stefan cel Mare” din Suceava, al carui director este din anul 2005.

Pe tot parcursul celor 27 de ani de activitate didactica universitara a avut o colaborare activa cu specialisti din domeniul electric si energetic, participand la mai multe studii si cercetari in domeniul utilizarii eficiente a energiei electrice si al calitatii energiei electrice. Cele peste 100 de lucrari publicate in reviste de specialitate din tara si din strainatate, dintre care peste 40 indexate ISI Thomson-Reuters sau in alte baze de date internationale, cele 9 brevete de inventie si o inovatie, in calitate de prim autor sau colaborator, precum si cele 6 carti de specialitate adresate studentilor, dar si specialistilor din electrotehnica, cuprind instrumente utile celor din domeniu. Activitatea de cercetare si expertiza cuprinde peste 50 de proiecte si studii de eficienta energetica. Este expert evaluator CNCSIS si evaluator ARACIS.

Din anul 1999 este Inginer European - EUR ING (Federation Europeenne d’Asociations Nationales d`Ingenieurs - FEANI). Este membru in comitetul stiintific la doua reviste cotate B+ de CNCSIS si indexate in baze de date internationale, organizator de manifestari stiintifice, recenzor pentru reviste si manifestari stiintifice nationale si internationale, printre care: CIGRE, WESC, ELS, ELSTUD, MPS, SIELMEN, „Profesorul Dorin Pavel - fondatorul hidroenergeticii romanesti“, si membru al Consiliului Director National al Asociatiei Generale a Inginerilor din Romania (AGIR). A castigat 28 de medalii, diplome si premii, dintre care 13 la saloane internationale de inventica.
  PREFATA:
Lucrarea ``ELECTROTERMIE. Proiectarea cuptoarelor de inductie cu creuzet`` cuprinde aspecte specifice tehnologiilor electrotermice, intalnite mai ales in industria moderna. Sunt prezentate principalele fenomene fizice, domeniul de utilizare, indicatori tehnici si economici, elemente constructive de proiectare, aspecte specifice privind exploatarea rationala a echipamentelor si instalatiilor.

Instalatiile electrotermice industriale reprezinta elemente indispensabile obtinerii otelurilor aliate si altor aliaje metalice de calitate, ca si introducerii tehnicii moderne in turnatorii, industria siderurgica, a sticlei, a maselor plastice si materialelor de constructii, precum si in industria constructoare de masini. Lucrarea evidentiaza fenomenele de conversie a energiei electrice in energie termica.

Tehnologiile electrotermice pot asigura realizarea unor produse de inalta calitate cu consumuri energetice optimizate. Pentru a obtine acest deziderat se impune cunoasterea aprofundata a fenomenelor care stau la baza proceselor electrotehnologice, proiectarea optima a proceselor odata cu realizarea unui inalt nivel de pregatire profesionala a specialistilor si a personalului de exploatare.

Optimizarea energetica a tehnologiilor electrice de conversie in caldura este in mare masura determinata de programarea parametrilor optimi ai procesului. Randamentele ridicate, mai ales in prezent, sunt determinate si de calitatea energiei electrice din sistemul electroenergetic, precum si o functie de calitatea consumatorilor. De aceea se impune din faza de proiectare ca specialistii din domeniu sa aiba in vedere efectele abaterilor de la parametrii de calitate ai energiei electrice asupra indicatorilor economici ai procesului si calitatii produsului final. La dimensionarea lor instalatiile tehnologice trebuie sa limiteze efectele si propagarea unor perturbatii in sistemul de alimentare cu energie electrica.

O atentie speciala este acordata conditiilor necesare pentru functionarea echipamentelor cu randament maxim, realizarii de consumuri specifice de energie electrica reduse, limitarii nivelului perturbatiilor electromagnetice in reteaua electrica de alimentare.

Lucrarea este bazata pe o bibliografie actuala, dar cuprinde si rezultate ale unor cercetari proprii.

Prima parte trateaza problemele generale ale instalatiilor electrotermice, definitii si compunere generala, prezinta probleme energetice fundamentale, indicatori energetici, legile de transmitere a caldurii.

In partea a doua se prezinta avantajele si domeniile de utilizare, elementele teoretice care stau la baza calculului termic si electric, caracteristicile de functionare ale cuptoarelor de inductie cu creuzet.

In lucrare, la anexe, sunt cuprinse metode de calcul si experimentale, grafice si tabele, precum si pentru determinarea parametrilor, indicatori energetici, caracteristici de material si caracteristici de functionare.

Autorul
  CUVINTE CHEIE: