Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

72
7/31/2019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru http://slidepdf.com/reader/full/lucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1/72 OPREA Răzvan – Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului  ___________________________________________________________________________ TEMA DE PROIECT Să calculeze un cuptor electric de inducţie cu creuzet pentru topirea cuprului. Datele de calcul sunt: Capacitatea cuptorului m=1500 Kg Rezistivitatea aluminiului la 658 o C ρ Al =8∙10 -8 Ω∙m Rezistivitatea aluminiului la 700 o C ρ Al =9 10 -8 Ωm Rezistivitatea aluminiului la 20 o C ρ Al =(2,8...4)10 -8 Ωm Temperatura de topire Θ t =658 o C Temperatura de golire Θ g =700 o C Timpul de topire t = 1,5 ore Densitatea la 658 o C ρ’ Alt =2400kg/m 3  5

Transcript of Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

Page 1: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

TEMA DE PROIECT

Să calculeze un cuptor electric de inducţie cu creuzet pentru topirea cuprului

Datele de calcul sunt

bull Capacitatea cuptorului m=1500 Kg

bull Rezistivitatea aluminiului la 658 oC ρAl=8∙10-8 Ω∙m

bull Rezistivitatea aluminiului la 700 oC ρAl=9 10-8 Ωm

bull Rezistivitatea aluminiului la 20 oC ρAl=(284)10-8Ωm

bull Temperatura de topire Θt=658 oC

bull Temperatura de golire Θg=700 oC

bull Timpul de topire t = 15 ore

bull Densitatea la 658 oC ρrsquoAlt=2400kgm3

5

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL ICAPITOLUL I

CONSIDERAŢII TEORETICE GENERALECONSIDERAŢII TEORETICE GENERALE

1 P1 PRINCIPIULRINCIPIUL IcircNCĂLZIRIIIcircNCĂLZIRII PRINPRIN INDUCŢIEINDUCŢIE ELECTROMAGNETICĂELECTROMAGNETICĂ

Icircncălzirea prin inducţie se bazează pe pătrunderea energiei electromagnetice icircntr-un

conductor masiv situat icircn cacircmpul magnetic variabil icircn timp al unei bobine (inductor) Icircncălzirea

conductorului se produce prin efectul Joule ndash Lenz al curenţilor turbionali induşi

Avantajele icircncălzirii prin inducţie icircn comparaţie cu alte metode de icircncălzire sunt

următoarele

bull căldura se dezvoltă icircn metalul ce urmează a fi icircncălzit rezultacircnd o viteză de icircncălzire

mai ridicată icircn comparaţie cu cea obţinută icircn cuptoarele cu icircncălzire indirectă (cuptoare

cu arc electric dacă arcul se stabileşte icircntre doi electrozi sau cuptoare cu icircncălzire

indirectă cu rezistoare)

bull construcţia instalaţiilor de icircncălzire mai simplă permiţacircnd utilizarea vidului sau

omosferelor de protecţie permiţacircnd automatizarea funcţionării icircn condiţiile producţiei icircn

flux

bull condiţiile de lucru sunt icircmbunătăţite

Icircncălzirea prin inducţie a materialelor conductoare din punct de vedere electric este utilizată

pentru

- topirea metalelor ndash oţel fontă cupru aluminiu zinc magneziu şi aliajelor lor

- icircncălzirea icircn volum (profunzime) a semifabricatelor (oţel cupru aluminiu) ce

urmează a fi prelucrate la cald prin forjare matriţare presare laminare etc

6

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

- călirea superficială a pieselor

- sudarea şi lipirea metalelor

Cuptoarele de inducţie cu creuzet sunt utilizate pentru elaborarea oţelurilor cu calitatesuperioară a fontei a metalelor şi aliajelor neferoase cum ar fi aluminiu cupru nichel etc

Din punct de vedere al frecvenţei tensiunii de alimentare cuptoarele cu creuzet pot fi

bull de frecvenţă industrială (50 Hz)

bull de frecvenţă medie (100 10000 Hz)

bull de icircnaltă frecvenţă (50 400 kHz)

Ele pot funcţiona icircn vid ndash condiţie cerută icircn ultimul timp la prelucrarea metalelor şi

aliajelor necesare construcţiilor aerospaţiale ale centrelor nucleare

2 A2 AVANTAJEVANTAJE ŞIŞI DEZAVANTAJEDEZAVANTAJE

AVANTAJEbull se obţin temperaturi foarte ridicate icircn toată masa metalului ca urmare a unei concentrări

mari de putere direct icircn acesta (200 ndash 300 kWt pentru fontă la 50 Hz 1500 kWt pentru

fier la 1000 Hz)

bull ca urmare a amestecului (agitaţiei) intens a băii metalice topite sub acţiunea forţelor

electrodinamice se produce uniformizarea temperaturilor se elimină supraicircncălzirile

locale şi se reduc icircn consecinţă pierderile de metal (05 08 )

bull se obţin metale sau aliaje foarte pure şarja fiind ferită de acţiunea chimică a electrozilor cuptoarelor cu arc sau combustibilul de la cuptoarele cu flacără topirea este posibilă icircn

vid sau atmosfere controlate

bull zgomotul de funcţionare are valori mici sub (70 ndash 80 dB)

bull poluarea mediului ambiant este foarte redusă cantitatea prafului fiind de ordinul 05 kgt

faţă de cuptoarele cu arc unde avem 5 ndash 8 kgt

bull reglajul automat al puterii este uşor de realizat

7

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull icircn comparaţie cu cuptoarele de inducţie cu canal cele cu creuzet au construcţie mai

simplă solicitări termice şi mecanice mai reduse cuptorul cu creuzet poate fi golit

complet după fiecare sarjă

DEZAVANTAJE

bull antrenarea zgurei icircn sarjă

bull solicitarea mecanică puternică a căptuşelii creuzetului datorită agitaţiei intense a băii

topite

bull Costul ridicat datorat surselor de alimentare (icircn general sunt generatoare dacă nu se

lucrează cu frecvenţa industrială) şi a bateriilor de condensatoare necesare

Capacitatea actuală a cuptoarelor de frecvenţă industrială are valori icircntre 08 ndash 50 t puterea

ajunge la 20 ndash 25 MW consumul specific de energie electrică fiind 520 ndash 700 kWht

3 C3 CONSTRUCŢIAONSTRUCŢIA SISI FUNCŢIONAREAFUNCŢIONAREA CUPTOARELOR CUPTOARELOR CUCU CREUZETCREUZET

Elementele constructive principale ale cuptoarelor cu creuzet suntbull creuzetul

bull inductorul

bull ecranul magnetic

bull reţeaua scurtă ndash compusă din cabluri flexibile şi barele sursei de alimentare

bull mecanismul de răsturnare

Creuzetul are căptuşeală acidă (cuarţită ndash 98 SiO2) bazică (magnezită) sau neutră

(şamotă grafit sau oţel refractar) Forma creuzetului este cilindrică icircn partea inferioară (13icircnălţime) are o formă tronconică deoarece icircn această zonă eroziunea provocată de agitaţia băii

este cea mai puternică Baza creuzetului se sprijină pe un suport de cărămizi refractare şi

termoizolante

Icircntre creuzet şi inductor se prevede un cilindru din material termoizolant cu grosimea de

3 20 cm Creuzetul se confecţionează prin stamparea (bătătorirea) compoziţiei refractare

uscate (praf refractar amestecat cu acid boric) introduse icircntre suport cilindrul de material

termoizolant şi un şablon cilindric de oţel (4 ndash 8 mm grosime) ndash sinterizarea compoziţieirefractare se realizează prin icircncălzirea lentă cu gaz sau inducţie

8

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Starea căptuşelii creuzetului trebuie controlată permanent (după fiecare şarjă) icircn scopul

prevenirii fisurării acestuia şi pătrunderii metalului topit icircn inductor ceea ce ar provoca o

explozie Uzura căptuşelii este sesizabilă prin creşterea factorului de putere al cuptorului (cucirca 10 ndash 30 faţă de valoarea corespunzătoare fazei topite a şarjei) ceea ce se observă printr-

un număr scăzut de trepte a bateriei de condensatoare necesare compensării factorului de putere

la cosφ = 092

Creuzetul este acoperit cu un capac icircn special la cuptoarele cu frecvenţa industrială la

care agitaţia băii este mai intensă dar şi icircn scopul reducerii pierderilor termice Cuptoarele cu

medie frecvenţă nu au capac simplificacircndu-se icircn acest mod construcţia şi exploatarea lor

Inductorul are forma unei bobine cilindrice icircntr-un singur strat de preferinţă din ţevi decupru prin care circulă apă de răcire sub presiune Spirele inductorului pot fi neizolate (fixate

cu distanţoare) icircn aer sau turnate icircn azbociment izolate cu micanită Ţinicircnd cont de forţele

electrodinamice spirele inductorului sunt presate icircntre două plăci frontale din material izolant

stacircnse cu tiranţi

Ecranul magnetic format din pachete de tole de transformator dispuse radial icircn jurul

inductorului este consolidat icircmpreună cu creuzetul şi inductorul cu ajutorul unui cadruconfecţionat din OLC obişnuit Ecranul magnetic este necesar pentru a icircnpiedica icircncălzirea

elementelor constructive metalice ale cuptorului aflate icircn cacircmpul magnetic al inductorului

Cablurile flexibile care formează reţeaua scurtă sunt răcite cu apă cu diametrul exterior

de 65 83 195 mm

Mecanismul de răsturnare a cuptorului icircn vederea golirii este ori electromecanic ori

hidraulic ca şi sistemul de rotire al capacului creuzetului

Icircn funcţie de necesităţile tehnologice cuptoarele cu creuzet pot fi utilizate icircnurmătoarele regimuri de funcţionare

9

1- inductor 2- metal topit Al3- creuzet refractar 4- cilindru azbest5- ecrane feromagnetice

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull regim intermitent ndash la care cuptorul se goleşte complet după fiecare şarjă iar pornirea se

face la icircncărcătură solidă

bull regim continuu ndash la care icircn permanenţă se află icircn cuptor o cantitate de metal topitbull regimul duplex ndash cu un alt cuptor electric

Observaţie ndash la funcţionarea continuă a cuptorului din cuptor se goleşte numai

materialul necesar la turnarea imediată icircn locul lui fiind introduse bucăţi solide de metal

Deoarece funcţionarea cu creuzetul parţial umplut cu metal topit acuză o scădere a puterii active

faţă de valoarea ei nominală se recomandă ca golirea să nu depăşească 23 din capacitatea

nominală

4 Schema principală a unui cuptor cu creuzet cu dimensiunile principale

unde

a b ndash se referă la inductor

ac ndash se referă la grosimea medie a materialului refractar

ai ndash se referă la grosimea izolaţieih1 ndash este icircnălţimea cuptorului cu creuzet

10

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

h2 ndash este icircnălţimea icircncărcăturii care este mai mic cu aproximativ 30 din motive de securitate

5 C5 CUPRULUPRUL

Cuprul (numit i aramă) este un element din tabelul periodic avacircnd simbolul Cu iș ș

numărul atomic 29

Cuprul este un metal de culoare ro cată foarte bun conducător de electricitate i căldurăș ș

Cuprul a fost folosit de oameni din cele mai vechi timpuri arheologii descoperind obiecte din

acest metal datacircnd din 8700 icircHr A fost unul din primele metale folosite deoarece cantită iț

mici din el apar icircn unele locuri icircn stare liberă Principalele minereuri ale cuprului sunt

calcozina (sulfura de cupru) calcopirita sau criscolul (ferosulfura de cupru) cupritul (oxidulcupros) i malachitul i azuritul (ambele forme ale carbonatului basic de cupru) Metoda folosităș ș

pentru extrac ia de cupru depinde natura minereului Dacă cuprul se găse te icircn stare liberă elț ș

poate fi separat prin sfăracircmarea minereului icircn bucă i mici i amestecarea sa cu apa Cuprulț ș

fiind relativ greu se depune pe fund Cuprul care are o puritate de peste 99 este folosit la

fabricarea conductelor de gaz i apa a materialelor pentru acoperi uri a ustensilelor i a unor ș ș ș

obiecte ornamentale Deoarece cuprul este un bun conducător de căldură se utilizează la boilere

i alte dispozitive ce implică transferul de căldură sau folie de cupru (simplu strat) sau douăș

(dublu strat) se folose te ca PCB Originea numelui din cuvacircntul latinesc cyprium (dupa insulaș

Cipru)

Icircn stare solidă de metal cuprul are culoare ro ie-portocalie aceasta fiind principalaș

proprietate după care se deosebe te de alteș elemente De obicei majoritatea compu ilor ș

anorganici dar i organici ai cuprului au oș culoare albastră de i unii pot fi iș ș verzui sau vernil

Sistemul de cristalizare al cuprului este cubic cu fe e centrate lipsind prezen aț ț

polimorfismului Una dintre dezavantajele cuprului este fenomenul de coclire (icircnverzire) ce

poate fi observat adesea pe vasele vechi sau pe monedele (la moneda romacircnească de 5 bani)

Icircmpreună cu osmiul (albastru) iș aurul (galben-auriu) cuprul este unul dintre cele trei metale

elementare care are altă culoare naturală icircn afară de gri sau argintiu Cuprul pur este portocaliu-

ro u i dobacircnde te o pată ro iatică icircn momentul expunerii laș ș ș ș aer urmacircnd să se icircnverzească mai

tacircrziu

Duritatea cuprului este relativ mică (3 pe scara Mohs) dar este destul de rezistent la

rupere i foarte ductil (poate fi tras icircn fire) putacircnd fi modelat la presiuni mariș

Conductibilitatea calorică este asemănătoare cu a argintului (1 fa ă de 093 aț argintului) i multș

11

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mai mare decacirct a altor metale uzuale Tocmai datorită acestei proprietă i cuprul se utilizează icircnț

conducte pentru transmiterea căldurii Icircnsă conductibilitatea scade cacircnd cuprul este impur icircn

momentul icircn care con ine 01ț impurită i deț elemente ca fosfor arsen siliciu sau fier valoarea conductibilită ii poate scădea chiar cu 20 De aceea icircnț electrotehnică se utilizează

numai cupru pur electrolitic

Densitatea curentă maximă a cuprului icircn aer deschis este de aproximativ 31times106 Am2

Ca toate metalele dacă cuprul este placat cu alt metal icircncepe un proces de coroziune galvanică

Atacirct cuprul cacirct i aliajele sale au o maleabilitate foarte ridicată (pot fi trase icircn foiș

sub iri) fiind i foarte u or de prelucrat Totodată ductilitatea cuprului este extraordinar deț ș ș

favorabilă astfel putacircndu-se ob ine fire foarte sub iri de cupru numiteț ț li eț (se foloseau icircntrecut la siguran ele fuzibile) Cuprul este un metal foarte moale cu o duritate de 3 pe scaraț

Mohs ( i 50 pe scara Vickers) puterea sa de trac iune situacircndu-se la 210ș ț MPa

Cuprul este singurul metal ce are culoarea arămie Foarte interesante sunt proprietă ileț

acestuia de a forma compu i de culoarea verde (carbonat clorură etc) neagră (oxid) sauș

albastră (sulfat i hidroxid)ș

Numărul atomic al cuprului este 29 iar simbolul chimic este Cu Masa atomică relativă

este 63546 Valen aț cuprului este icircn principal 1 sau 2 (cuprul formează o varietate rară decompu i i săruri cu starea de oxidare +1 i +2 care sunt de obicei numite săruriș ș ș cuproase sau

cuprice) de i mai rar poate fi chiar i 3 Acesta nu reac ionează cuș ș ț apa dar reac ionează icircncetț

cu aerul atmosferic icircn urma acestei reac ii pe suprafa a cuprului se formează un strat de cupruț ț

oxidat verde Icircn contrast cu oxidarea fierului la aer umed acest strat de oxid se opre te dinș

coroziune un strat de cocleală verde (carbonat de cupru) pot fi observate pe construc iile vechiț

din cupru cum ar fi Statuia Libertă iiț cea mai mare statuie din cupru din lume Majoritatea

sărurilor de cupru sunt higroscopice

12

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Raza atomică calculată are valoarea de 135 (145) picometri (pm) raza covalentă 138 picometri

(pm) iar raza van der Waals Cuprul prezintă conductivitate magnetică

Cuprul are 29 de izotopi doi dintre ace tiaș63

Cu iș65

Cu sunt stabili iar izotopul63

Cureprezintă 69 din totalitatea cuprului natural Ceilal i 27 deț izotopi sunt instabili (radioactivi)

cel mai stabil dintre cei radioactivi este 67Cu cu timpul de icircnjumătă ireț de 6183 de ore apteȘ

al i izotopi au fost caracteriza i Dintre izotopii radioactivi remarcămț ț63Cu care emite radia iiț

beta pozitive avacircnd ca rezultat izotopi de nichel icircn timp ce izotopul 65Cu cu emisii radioactive

beta negative are ca rezultat izotopi de zinc

Majoritatea cuprului scos din mină este sub formă de compu i cum ar fi sulfa i sauș ț

sulfuri Exemple de astfel de mine includ minele de la Chuquicamata din Chile BinghamCanyon Mine din Utah Statele Unite ale Americii iș El Chino Mine din New Mexico Statele

Unite ale Americii Icircn conformitate cu studiile efectuate de geologii britanici icircn 2005 Chile a

fost cel mai mare producător de cupru urmat pe locul doi de Statele Unite ale Americii

Indonezia iș Peru

Industria auto este unul dintre cei mai mari consumatori de cupru

13

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL IICUPTOARELE INDUSTRIALE

1 Clasificarea cuptoarelor industriale

In industrie există o mare varietate de cuptoare industriale cu diferite destinaţii Datorităacestei mari diversităţi se va realiza o clasificare pe baza unor caracteristici generale ale

cuptoarelor

După destinaţia tehnologică se deosebesc

bull cuptoare metalurgice (furnale pentru producerea fontei de minereu cuptoare pentru

producerea oţelului cuptoare pentru laminare)

bull cuptoare pentru industria constructoare de maşini (pentru tratamente termice pentru

forjare)

bull cuptoare pentru obţinerea cimentului

bull cuptoare pentru arderea materialelor ceramice

Icircn funcţie de procesele care au loc icircn cuptoare se deosebesc

bull cuptoare de topire şi de ardere icircn care icircncărcătura care se prelucrează se

bull icircncălzeşte pacircnă la topire (furnale cuptoare electrice cuptoare de creuzete de topit

sticla)

bull cuptoare de icircncălzire la care materialul supus prelucrării se icircncălzeşte sub temperaturade topire (recoacere călire)

bull cuptoare de uscare (uscătoare)

Datorită specificului lor cuptoarele de uscare constituie o grupa specială denumită

uscătoare

După regimul termic se deosebesc următoarele tipuri de cuptoare

bull cu regim de temperatură şi cu regim termic constante icircn timp (cuptoare cu bazin pentru

topirea sticlei cuptoare tunel cu funcţionare continuă)

14

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull cu regim de temperatură constant şi cu regim termic variabil (cuptoare cu funcţionare

continuă şi icircncărcare intermitentă)

bull cu regim de temperatură variabil şi cu regim termic constant (cuptoare circulare de tipHoffman)

bull cu regim de temperatură şi cu regim termic variabile icircn timp (cuptoare cu funcţionare

intermitentă)

După sursa de căldură se deosebesc cuploarele

bull cu combustibil solid (icircn strat sau pulverizat)

bull cu combustibil lichid

bull cu combustibil gazos

bull cu mai mulţi combustibili (lichid şi gazos sau solid şi gazos)

bull la care combustibilul face parte din icircncărcătură (de exemplu convertizoare cuptoare pentru

ars minereuri cu conţinut de sulf)

bull electrice

După modul de transmisie al căldurii

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului supus prelucrării datorită arderii

combustibilului solid care se amestecă cu materialul Căldura se transmite materialului de la

combustibilul incandescent (prin radiaţie şi conducţie termică) şi de la gazele de ardere (prin

radiaţie şi convecţie) Din această categorie fac parte majoritatea cuptoarelor verticale

(furnale cubilouri cuptoare de ars var)

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului supus prelucrării de la gazele de ardere

Acestea se mai numesc cuptoare cu flacără Transmisia căldurii la material se face icircn

principal prin radiaţie de la flacără de la pereţi si de la bolta cuptorului şi prin convecţie de

la gazele de ardere Din această grupă fac parte majoritatea cuptoarelor ca de exemplucuptoarele Martin cuptoarele de forjă cuptoarele pentru tratamente termice cuptoarele tunel

şi circulare

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului prin pereţii camerelor sau ai vasului icircn care

se află materialul Transmiterea căldurii către material se face mai ales prin radiaţie de la

pereţii camerelor sau vaselor prin conducţie dacă materialul vine icircn contact cu pereţii

vasului şi prin convecţie de Ia gazele aflate icircn cameră Din această categorie fac parte

cuptoarele cu muilă şi cele cu retortă)

15

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull cuptoare icircn care căldura se degajă icircn materialul supus prelucrării datorită reacţiilor exoterme

In aceste cuptoare particulele de material care intră icircn reacţie (a căror temperatură creşte)

transmit căldura particulelor alăturate prin radiaţie şi conducţie In cazul existenţei gazelor de ardere căldura se transmite prin radiaţie şi convecţie de Ia gaze la material In cazul icircn

care căldura degajară nu este suficientă se introduce o cantitate suplimentară de căldură

produsă prin arderea combustibilului Din această categorie fac parte cuptoarele pentru

arderea minereurilor care conţin sulfuri

bull cuptoare electrice icircn care căldura se transmite materialului prin radiaţie de la un arc electric

sau de la o rezistentă prin conducţie de la rezistenţă prin convecţie şi radiaţie de la gazele

icircncălzite de rezistenţă prin radiaţie şi conducţie de la pereţii icircncălziţi de o rezistenţă şi printrecerea curentului electric direct prin material Din ceasta categorie fac parte cuptoarele cu

arc electric pentru elaborarea oţelului cu rezistenţă electrică pentru tratamente termice de

inducţie pentru călire şi cu icircncălzire mixtă pentru obţinerea carburii de calciu (carbid)

După forma camerei de lucru Spaţiul de lucru este locul icircn care se aşează materialul

care trebuie tratat termic icircmpreună cu adaosurile necesare (de exemplu fondanţi) după forma

spaţiului de lucru se deosebesc

bullcuptoare verticale la care spaţiul de lucru este un put cu icircnălţimea de ce puţin o dată

şi jumătate mai mare decacirct diametrul (furnale cuptoare de varcubilouri)

bull cuptoare cu camere Spaţiul de lucru este o cameră cu pereţii permanenţi sau

temporari Materialul se aşează icircn cameră icircn strat icircnalt sub formă de racircnduri

bull cuptoare cu vatră la care spaţiul de lucru este prevăzut cu una sau mai multe vetre

pe care materialul se aşează icircntr-un strat subţire (cuptoare de icircncălzire pentru forjă cuptoare

de tratament termic)

bullcuptoare cilindrice rotative la care spaţiul de lucru al cuptorului este format dintr-un

tambur orizontal sau icircnclinat cu 5 10 grade -cuptoare tunel la care spaţiul de lucru este

format dintr-un canal orizontal de lungime mare icircn care materialul este transportat icircn

vagonete sau transportoare (cuptoare de icircncălzire pentru forjă)

bull cuptoare cu creuzete la care spaţiul de lucru este format dintr-o cameră icircn care se

aşează creuzetele icircn general materialul se obţine icircn creuzete icircn stare topită (cuptoare pentru

topirea metalelor neferoase)-cuptoare cu bazin la care spaţiul de lucru este format dintr-o

cameră prevăzută la partea inferioară cu un bazin icircn care produsul se obţine icircn stare topită

16

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

2 Elementele constructive ale cuptorului de inducţie cu creuzet

Principalele elemente constructive ale acestei instalaţii sunt carcasa inductorul

creuzetul conductele de alimentare (reţeaua scurtă) şi mecanismul de basculareCarcasa are rolul de a asigura rezistenţa mecanică a cuptorului şi de a permite

fixarea rigidă a creuzetului şi inductorului La cuptoarele neecranate (fără circuit

magnetic exterior) carcasa se confecţionează din materiale nemetalice (azbociment

lemn) sau metalice Carcasele metalice se secţionează pe verticală pe icircntreaga lor

lungime (2 3 secţionări) icircn zonele respective intercalacircnd u-se garnituri electroizolante fixate

cu şuruburi metalice şi bucşe izolante La cuptoarele ecranate carcasele se confecţionează

din oţel carbon obişnuit şi nu se secţioneazăCircuitele magnetice exterioare constau din pachete de tole de transformator fixate

rigid şi dispuse radial pentru a avea o răcire bună Grosimea tolelor este de 05 mm Ia

cuptoarele de frecvenţă industrială şi de 035 mm Ia cele de frecvenţă ridicată Pierderile

electrice icircn circuitul magnetic sunt de 04 05 din puterea activă totală a cuptorului iar

cantitatea de tablă silicioasă necesară este de circa 600700 kg pe tona de metal topit

Capacul cuptorului are rolul de a micşora pierderile de căldură prin radiaţie si se

confecţionează din unul sau mai multe straturi icircn funcţie de temperatura de golire a

metalului Se recomandă pentru toate cuptoarele dar mai ales la cele de mare capacitate

Deplasarea capacului se realizează cu mecanisme acţionate manual electric sau hidraulic

Inductorul reprezintă partea cea mai importantă a cuptorului şi se confecţionează sub

forma unei bobine cilindrice icircntr-un strat de preferinţă din ţeava profilată prin care circulă

apa de răcire Mărirea numărului de spire şi realizarea inductorului icircn mai multe straturi ar

permite reducerea curentului (eventual renunţarea la răcirea cu apă a acestuia) dar la aceleaşi

pierderi icircn cupru apar o serie de inconveniente cum ar fi icircnrăutăţirea cedării căldurii şi

majorarea fluxului de dispersie complicarea izolaţiei conductoarelor majorarea tensiunii Ia

bornele inductorului Referitor la răcirea cu aer a inductorului aceasta ar necesita un

interstiţiu suplimentar icircntre creuzet şi inductor lucru ce atrage după sine o icircnrăutăţire a

funcţionării cuptorului (randamentul electric şi factorul de putere scad mult)

Confecţionarea inductorului sub formă solenoidală din ţeava asigură o bună răcire a

acestuia Astfel la o temperatură a apei de răcire de +25 degC temperatura inductorului nu

depăşeşte +50 degC Apa de răcire trebuie să aibă icircnjur de +3545 degC icircn caz contrar

temperatura inductorului scade sub cea a mediului ambiant Dacă apa de răcire este prea

17

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

rece apare condens pe inductor ce periclitează izolaţia acestuia Orientativ la o viteză a apei

de răcire de 1 15ms densitatea de curent este de circa 20 Amm

Micşorarea pierderilor icircn cuprul inductorului nu este posibilă prin mărirea secţiuniitransversale a ţevii datorită efectului pelicuiar Grosimea peretelui ţevii orientată spre creuzet

trebuie să fie de ce puţin 13 ori mai mare decacirct adacircncimea de pătrundere a cacircmpului

electromagnetic icircn materialul ţevii La frecvenţe industriale adacircncimea de pătrundere fiind de

circa 10 mm inductorul se realizează din bară de cupru plină Pe faţa inductorului opusă

creuzetului se sudează o ţeava de cupru prin care va circula apa de răcire Izolarea spirelor se

face prin spaţii de aer de 12 cm sau prin straturi de micanită sticlostratitex cu grosimi de

minim 15 mmUnele inductoare au prize ce permit utilizarea raţională a puterii sursei icircn condiţiile

modificării impedanţei cuptorului icircn decursul elaborării şarjei sau ca urmare a uzurii

căptuşelii sau a trecerii de la o marcă de metal la alta

Căptuşeala creuzetului se confecţionează din material refractar granulat după ce

inductorul a fost montat Materialul refractar se icircndeasă prin batere (stampare) icircn spaţiul

dintre carcasa interioară (din carton de azbest sau micanită) a inductorului şi un şablon din

tablă de oţel ce se va topi la prima şarjă

Compoziţia materialului refractar se adoptă avacircnd icircn vedere

bull căderea mare de temperatură dintre metalul topit (circa 1600 degC la oţel) şi

inductorul răcit cu apa ce trebuie preluată de o grosime de numai 10 13 cm a

peretelui creuzetului (cu cacirct acest perete este mai subţire performanţele

electrice ale cuptorului sunt mai ridicate)

bull solicitarea mecanică a căptuşelii datorită presiunii hidrostatice a topiturii si

eforturilor electrodinamice din baia de metal topit

bull acţiunea chimică a diferitelor componente ale icircncărcăturii (de exemplu

manganul acţionează asupra căptuşelii acide formacircnd silicaţi ce impurifică

metalul iar siliciul distruge căptuşelile bazice)

Mecanismul de basculare poate fi cu acţionare hidraulică prin cabluri cu şurub sau

alte sisteme Rotirea cuptorului se poate face icircn jurul unei axe ce trece prin centrul său de

greutate (consum minim de energie) sau icircn jurul unei axe ce trece pe sub jgheabul de golire

Ultima variantă are avantajul că elimină manevrele cu oala de turnare care are o poziţie fixă

iar vacircna de metal fiind scurtă rezultă pierderi reduse de material prin oxidare

18

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Bascularea cuptorului se poate face şi cu ajutorul unui plan cu monoşina care deserveşte mai

multe cuptoare icircn acelaşi timp este folosit şi la icircncărcarea acestora

Cuptoarele de mare capacitate sunt acţionate hidraulic inclusiv deschidereacapacelor Dezavantajul rezidă icircn necesitatea unor spaţii mari sub cuptor pentru instalarea

cilindrilor hidraulici şi existenţa instalaţiilor de ulei sub presiune care scumpesc

echipamentul cuptorului Conductele de alimentare ale cuptorului trebuie să permită

icircnclinarea acestuia şi din punct de vedere constructiv deosebim două variante şi anume

bull reţea scurtă cu legături rigide ce utilizează contacte tip separator care se

deschid icircn momentul icircnclinării cuptorului Sistemul nu permite alimentarea

cuptorului icircn poziţie icircnclinată dar are lungime redusă şi deci pierderi mici prinefect Joule-Lentz Ca dezavantaj principal menţionăm icircntreţinerea periodică a

contactelor Densitatea de curent admisibilă a contactelor răcite cu apă este de

20- 30 Amm

bull reţea scurtă cu legături flexibile sistem frecvent utilizat care icircnlătură

dezavantajele variantei anterioare Ca inconveniente se menţionează lungimea

mare a cablurilor flexibile (cacircţiva metri) şi pierderile de putere pe

conductoarele acestora ultimele ajungacircnd pacircnă la 5 din puterea activă a

cuptorului Cablurile sunt răcite cu apă (circulă icircn interiorul unui furtun de

cauciuc icircn care este introdusă funia de cupru) şi admit o densitate de curent de

56 Amm2

3 Tehnologii de realizare a inductorului şi creuzetului

aConfecţionarea inductorului Inductorul nu are numai un rol electric acela de a crea cacircmpul magnetic din cuptor ci

si un rol mecanic de a consolida creuzetul şi de a mării rigiditatea acestuia Din acest motiv

construcţia inductorului este foarte importantă iar consolidarea spirelor sale trebuie făcută

corect avacircnd icircn vedere şi forţele electrodinamice care tind să expandeze spirele spre

exterior

Metodele de consolidare a inductorului depind de forma spirelor acestuia care pot fi

de tip elicoidal sau plan

19

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

La inductoarele cu spire plane trecerea de la o spiră Ia alta se face cu ajutorul unei

porţiuni icircnclinate a cărei lungime variază invers proporţional cu grosimea peretelui ţevii De

cele mai multe ori icircnaintea icircnfăşurării ţeava se umple cu nisipIcircnfăşurarea se face cu ajutorul unor tambun care se pot monta direct pe un strung

normal dacă diametrul inductorului nu este prea mare icircn cazul inductoarelor cu diametre de

052 m se folosesc utilaje specializate la care ţeava de inductor este trasă prin două perechi

de role (verticale şi orizontale) ce se deplasează de-a lungul tamburului pe măsură ce se

icircnfăşoară bobina Prin utilizarea unor role profilate concomitent cu icircnfăşurarea se poate

obţine şi modificarea formei secţiunii spirei (de la secţiune circulară la una rectangulară de

exemplu)Pentru obţinerea inductoarelor cu spire plane se utilizează un tambur prevăzut cu

pieptene ce constă dintr-o placă curbată pe care sunt sudate aripioare de oţel icircnclinate

corespunzător şi distanţate icircn funcţie de diametru ţevii Pieptenele se fixează de aşa

manieră icircncacirct după terminarea icircnfăşurării să se poată trage icircnăuntrul tamburului pentru a

permite scoaterea bobinei icircnclinarea ţevii icircn dreptul pieptenelui se face după icircncălzirea

porţiunii respective de spiră cu ajutorul unui arzător cu gaz

Pentru a evita deformarea profilului la icircnfăşurarea pe tambur trebuie respectate

anumite rapoarte icircntre dimetrul tamburului şi dimetrul exterior al ţevii icircn funcţie de grosimea

peretelui acesteia

Fixarea inductoarelor cu spire plane poate fi făcută prin presarea spirelor izolate icircntre

două plăci frontale confecţionate din materiale izolante cu ajutorul unor bride izolante

Stracircngerea plăcilor se face cu ajutorul unor scoabe din materiale nemagnetice introduse icircn

tăieturile practicate icircn bride şi apoi scoase prin orificiile plăcilor frontale şi fixate cu piuliţe

Fixarea inductorului de carcasa cuptorului se face cu ajutorul unor bolţuri ce trec prin

peretele carcasei şi presează lateral bridele Această construcţie asigură o rigiditate suficientă

creuzetului icircn timpul icircnclinării cuptorului Consolidarea inductoarelor cu spire icircnclinate

poate fi obţinută prin fixarea individuală a fiecărei spire de bridele verticale izolante prin

intermediul unor buloane de alamă lipite de spire Bridele se fixează de corpul cuptorului cu

ajutorul unor tiranţi a căror icircntindere se realizează prin piuliţe cu filet stacircnga - dreapta

4 Confecţionarea căptuşelii cuptoarelor de inducţie cu creuzet

20

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Căptuşeala refractară a cuptoarelor de inducţie cu creuzet se compune din elemente

constructive principale legate de creuzet printr-un strat de material refractar sub formă de

tencuialăBaza constituie suportul pe care se aşează creuzetul şi inductorul şi se zideşte direct

pe carcasa cuptorului La cuptoarele mici (50 100 kg icircncărcătura) baza se confecţionează

din blocuri fasonate fixate d 6 C3TC3SS CU bride şi buloane nemagnetice La unele

cuptoare se face din beton refractar sau azbociment sticlostratitext dar acestea au o durată

de viaţă scăzută

Cea mai utilizată este baza de cărămizi normale de şamotă zidite cu mortar obţinut

din 75 şamotă măcinată şi 25 argilă umedă Dacă este cazul (temperaturi ridicate aleşarjei) baza se realizează din mai multe straturi refractare şi termoizolante

Coroana refractară se confecţionează din blocuri de şamotă fasonate sau din cărămizi

normal de şamotă In coroană se fixează jgheabul de golire ce are rolul de a orienta şuvoiul

de metal topit atunci cacircnd se goleşte cuptorul

Jgheabul poate fi dintr-un singur bloc de şamotă (la cuptoarele mici) sau din mai

multe cărămizi de şamotă fasonate (la cuptoarele mari)

Creuzetul este partea cea mai solicitată a căptuşelii fund expus la gradiente de

temperatură de ordinul a 200degCcm şi la presiuni hidrostatice exercitate de metalul topit de

48 Ncm sau chiar mai mult De aceea alegerea corectă a formei şi dimensiunilor

creuzetului ca şi a materialelor refractare utilizate este de cea mai mare importanţă pentru

fiabilitatea şi siguranţă icircn funcţionarea cuptorului

Din punct de vedere electric grosimea peretelui creuzetului trebuie să fie minimă

pentru a avea un cuplaj cacirct mai bun icircntre inductor şi şarjă deci randament electric cacirct mai

ridicat Sub aspect mecanic şi termic grosimea peretelui creuzetului este bine să fie cacirct mai

mare pentru a avea pierderi de căldură mici(randament termic ridicat) şi solicitări mecanice

reduse

Grosimea optimă a peretelui creuzetului care a dat rezultate satisfăcătoare icircn practică

este de 1030 din diametrul creuzetului valori mai mari fiind recomandate pentru

cuptoarele mai mici Din considerente mecanice grosimea peretelui nu este constantă pe

toată icircnălţimea sa ci este mai mare la baza creuzetului astfel icircncacirct forma acestuia este

tronconică cu o icircnclinare de 24 De asemenea se folosesc şi creuzete cilindrotronconice

la care partea inferioară este sub formă de trunchi de con (cu icircnclinare de 24 pe o

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

icircnălţime de 13 14 din icircnălţimea creuzetului) icircntrucacirct aici corodarea cauzată de agitaţia

topiturii este maximă

Materiale refractare utilizate la confecţionarea creuzetului trebuie să suportetemperaturi pacircnă la 1650degC (topirea oţelului) să aibă coeficient de dilataţie cacirct mai mic (se

evită fisurarea creuzetului datorită variaţiilor de temperatură pe grosimea peretelui) şi să

reziste la acţiunea chimică a zgurei In general se utilizează amestecuri de materiale

refractare după reţete care au condus la durabilităţi ridicate ale creuzetului De menţionat ca

aceste reţete sunt dependente de metalul sau aliajul de topit

22

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL III

DIMENSIONAREA CUPTORULUI

1 DIMENSIONAREA CREUZETULUIDupă alegerea materialului refractar al creuzetului se stabilesc dimensiunile d2

(diametrul mediu) şi h2 (icircnălţimea maximă a icircncărcăturii ndash de siguranţă)

Materialul refractar Grafit

Volumul util 2

22

4

hd m

v sdotsdot

==π

ρ

unde ρrsquo este densitatea la temperatura mediului ambiant 200C

722 _ =topit met ρ kgdm3

Coeficientul de zvelteţe al băii

Acest coeficient ese impus pentru a obţine un randament electric şi termic cacirct mai mare şi se

alege din intervalul

==2

22 h

d c 05 1 =gt c2=06

Rezultă diametrul mediu al acestui cuptor cu creuzet este

23

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mdmmc

d 656056660828372

10006044333

2 ===sdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

=π ρ π

Diametrul mediu al cuptorului este

d 2= 0656 m

Cu ajutorul coeficientului de zvelteţe ales ( c=06 ) vom determina icircnălţimea creuzetului

mh

c

d h 11

60

65602

22 =rArr==

Icircnălţimea icircncărcăturii este

h2=11 m

Icircnălţimea creuzetului se adoptă cu circa 20 ndash 30 mai mare decacirct h2 pentru a ţine cont de

agitaţia băii şi de adăugarea bucăţilor solide de metal

Icircnălţimea creuzetului este21 251 hh sdot= deci

h1= 137m

Grosimea peretelui creuzetului este ac şi se adoptă pe baza relaţiei

020025012

==d ac

Vom adopta ac=013m deci

ac=013 m

Grosimea stratului izolator ndash diatomită ndash icircn general se ia valori de 1 ndash 10 cm

24

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Voi alege grosimea de 001 m deci

ai =001 m

2 RANDAMENTUL TERMIC AL CUPTORULUI

maad d ic 9260010130265602221 =+sdot+=sdot+sdot+=

- material refractar- diatomina

bull densitate ρ=700kgm3

bull conduciv termică λ=(016+031∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=900 oC

Pierderile laterale prin stratul de grafit şi diatomită

Pierderile laterale se calculează pentru primul strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

- pentru că se calculează aproximacircnd cuptorul cu un cilindru unde

l = h2 + ac2=1093+012=1143 m

W C

l

r

r

Ro

0002496070)1015010163(14312

2980

3980ln

2

ln

3

1

2

=sdotsdotminussdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

= minusπ λ π λ

25

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Deci rezistenţa termică a grafitului este

R λ =249607∙10-4 oCW

Pierderile laterale se calculează pentru al doilea strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

Temperatura la suprafaţa interioară a stratului termoizolant se consideră Θ=150 oC

W C

S

a R

oc 05271730

)15010310160(5934

0503

2

=sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

( ) 593441 222 =sdotsdotΘsdot= hS π m2

R λ =00527173 oCW

Rezistenţa totală este

052966900527173010496072 4

21 =+sdot=+= minusλ λ R R Rtot

oCW

Pierderile laterale

82921132705296690

150700 =minus=ΘminusΘ=Φtot

ambiant golirelateral R

W

Pierderile laterale

Φlaterale= 113278292 W

26

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Transferul de căldură prin porţiunea inferioară

W C S

a R o8386560)2010310160(7174390

10 3inf

inf =sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

71743904

9560

4

22

23 =

sdot=

Θsdot=

π π S m2

440328708386560

20700inf

inf =minus=ΘminusΘ=Φλ R

ambiant golire W

Pierderile prin partea inferioară a cuptorului

Φinf = 87044032W

Transferul de căldură prin capac

Vom considera capacul acestui cuptor din fibre ceramice care are următoarele proprietăţi

fizice

bull densitate ρ=50 kgm3

bullconducivitate termică λ=(01+04∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=1300 oC

cu grosimea de g=6 cm

Rezistenţa termică a capacului

144191007174390)1200104010(

0603 =sdotsdotsdot+=sdot= minus

capaccapac S

g R λ

oCW

27

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Fluxul termic prin capac este date de

02438492414419100

40700=

minus=

ΘminusΘ=Φ

capac

ambiant golirecapac R

W

Pierderile prin capacul cuptorului

Φcapac= 492402438 W

Deci pierderile totale rezulta icircnsumacircnd aceste trei pierderi adică

capacerior lateral TOTAL Φ+Φ+Φ=Φ inf

Adică

2939041712202438492444032870829211327inf =++=Φ+Φ+Φ=Φ capacerior lateral TOTAL W

23351

3501000

=sdot

=sdotsdot

=sdot

=t

iV

t

im P u

ρ kW

81911217233

233=

+=

+=

t u

ut p P

P η

Puterea transformată icircn căldură icircn şarjă la randament 891=t η

26091051

35010002 =

sdotsdot

=sdotsdot

=t topiret

im P

η kW

28

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 2: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL ICAPITOLUL I

CONSIDERAŢII TEORETICE GENERALECONSIDERAŢII TEORETICE GENERALE

1 P1 PRINCIPIULRINCIPIUL IcircNCĂLZIRIIIcircNCĂLZIRII PRINPRIN INDUCŢIEINDUCŢIE ELECTROMAGNETICĂELECTROMAGNETICĂ

Icircncălzirea prin inducţie se bazează pe pătrunderea energiei electromagnetice icircntr-un

conductor masiv situat icircn cacircmpul magnetic variabil icircn timp al unei bobine (inductor) Icircncălzirea

conductorului se produce prin efectul Joule ndash Lenz al curenţilor turbionali induşi

Avantajele icircncălzirii prin inducţie icircn comparaţie cu alte metode de icircncălzire sunt

următoarele

bull căldura se dezvoltă icircn metalul ce urmează a fi icircncălzit rezultacircnd o viteză de icircncălzire

mai ridicată icircn comparaţie cu cea obţinută icircn cuptoarele cu icircncălzire indirectă (cuptoare

cu arc electric dacă arcul se stabileşte icircntre doi electrozi sau cuptoare cu icircncălzire

indirectă cu rezistoare)

bull construcţia instalaţiilor de icircncălzire mai simplă permiţacircnd utilizarea vidului sau

omosferelor de protecţie permiţacircnd automatizarea funcţionării icircn condiţiile producţiei icircn

flux

bull condiţiile de lucru sunt icircmbunătăţite

Icircncălzirea prin inducţie a materialelor conductoare din punct de vedere electric este utilizată

pentru

- topirea metalelor ndash oţel fontă cupru aluminiu zinc magneziu şi aliajelor lor

- icircncălzirea icircn volum (profunzime) a semifabricatelor (oţel cupru aluminiu) ce

urmează a fi prelucrate la cald prin forjare matriţare presare laminare etc

6

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

- călirea superficială a pieselor

- sudarea şi lipirea metalelor

Cuptoarele de inducţie cu creuzet sunt utilizate pentru elaborarea oţelurilor cu calitatesuperioară a fontei a metalelor şi aliajelor neferoase cum ar fi aluminiu cupru nichel etc

Din punct de vedere al frecvenţei tensiunii de alimentare cuptoarele cu creuzet pot fi

bull de frecvenţă industrială (50 Hz)

bull de frecvenţă medie (100 10000 Hz)

bull de icircnaltă frecvenţă (50 400 kHz)

Ele pot funcţiona icircn vid ndash condiţie cerută icircn ultimul timp la prelucrarea metalelor şi

aliajelor necesare construcţiilor aerospaţiale ale centrelor nucleare

2 A2 AVANTAJEVANTAJE ŞIŞI DEZAVANTAJEDEZAVANTAJE

AVANTAJEbull se obţin temperaturi foarte ridicate icircn toată masa metalului ca urmare a unei concentrări

mari de putere direct icircn acesta (200 ndash 300 kWt pentru fontă la 50 Hz 1500 kWt pentru

fier la 1000 Hz)

bull ca urmare a amestecului (agitaţiei) intens a băii metalice topite sub acţiunea forţelor

electrodinamice se produce uniformizarea temperaturilor se elimină supraicircncălzirile

locale şi se reduc icircn consecinţă pierderile de metal (05 08 )

bull se obţin metale sau aliaje foarte pure şarja fiind ferită de acţiunea chimică a electrozilor cuptoarelor cu arc sau combustibilul de la cuptoarele cu flacără topirea este posibilă icircn

vid sau atmosfere controlate

bull zgomotul de funcţionare are valori mici sub (70 ndash 80 dB)

bull poluarea mediului ambiant este foarte redusă cantitatea prafului fiind de ordinul 05 kgt

faţă de cuptoarele cu arc unde avem 5 ndash 8 kgt

bull reglajul automat al puterii este uşor de realizat

7

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull icircn comparaţie cu cuptoarele de inducţie cu canal cele cu creuzet au construcţie mai

simplă solicitări termice şi mecanice mai reduse cuptorul cu creuzet poate fi golit

complet după fiecare sarjă

DEZAVANTAJE

bull antrenarea zgurei icircn sarjă

bull solicitarea mecanică puternică a căptuşelii creuzetului datorită agitaţiei intense a băii

topite

bull Costul ridicat datorat surselor de alimentare (icircn general sunt generatoare dacă nu se

lucrează cu frecvenţa industrială) şi a bateriilor de condensatoare necesare

Capacitatea actuală a cuptoarelor de frecvenţă industrială are valori icircntre 08 ndash 50 t puterea

ajunge la 20 ndash 25 MW consumul specific de energie electrică fiind 520 ndash 700 kWht

3 C3 CONSTRUCŢIAONSTRUCŢIA SISI FUNCŢIONAREAFUNCŢIONAREA CUPTOARELOR CUPTOARELOR CUCU CREUZETCREUZET

Elementele constructive principale ale cuptoarelor cu creuzet suntbull creuzetul

bull inductorul

bull ecranul magnetic

bull reţeaua scurtă ndash compusă din cabluri flexibile şi barele sursei de alimentare

bull mecanismul de răsturnare

Creuzetul are căptuşeală acidă (cuarţită ndash 98 SiO2) bazică (magnezită) sau neutră

(şamotă grafit sau oţel refractar) Forma creuzetului este cilindrică icircn partea inferioară (13icircnălţime) are o formă tronconică deoarece icircn această zonă eroziunea provocată de agitaţia băii

este cea mai puternică Baza creuzetului se sprijină pe un suport de cărămizi refractare şi

termoizolante

Icircntre creuzet şi inductor se prevede un cilindru din material termoizolant cu grosimea de

3 20 cm Creuzetul se confecţionează prin stamparea (bătătorirea) compoziţiei refractare

uscate (praf refractar amestecat cu acid boric) introduse icircntre suport cilindrul de material

termoizolant şi un şablon cilindric de oţel (4 ndash 8 mm grosime) ndash sinterizarea compoziţieirefractare se realizează prin icircncălzirea lentă cu gaz sau inducţie

8

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Starea căptuşelii creuzetului trebuie controlată permanent (după fiecare şarjă) icircn scopul

prevenirii fisurării acestuia şi pătrunderii metalului topit icircn inductor ceea ce ar provoca o

explozie Uzura căptuşelii este sesizabilă prin creşterea factorului de putere al cuptorului (cucirca 10 ndash 30 faţă de valoarea corespunzătoare fazei topite a şarjei) ceea ce se observă printr-

un număr scăzut de trepte a bateriei de condensatoare necesare compensării factorului de putere

la cosφ = 092

Creuzetul este acoperit cu un capac icircn special la cuptoarele cu frecvenţa industrială la

care agitaţia băii este mai intensă dar şi icircn scopul reducerii pierderilor termice Cuptoarele cu

medie frecvenţă nu au capac simplificacircndu-se icircn acest mod construcţia şi exploatarea lor

Inductorul are forma unei bobine cilindrice icircntr-un singur strat de preferinţă din ţevi decupru prin care circulă apă de răcire sub presiune Spirele inductorului pot fi neizolate (fixate

cu distanţoare) icircn aer sau turnate icircn azbociment izolate cu micanită Ţinicircnd cont de forţele

electrodinamice spirele inductorului sunt presate icircntre două plăci frontale din material izolant

stacircnse cu tiranţi

Ecranul magnetic format din pachete de tole de transformator dispuse radial icircn jurul

inductorului este consolidat icircmpreună cu creuzetul şi inductorul cu ajutorul unui cadruconfecţionat din OLC obişnuit Ecranul magnetic este necesar pentru a icircnpiedica icircncălzirea

elementelor constructive metalice ale cuptorului aflate icircn cacircmpul magnetic al inductorului

Cablurile flexibile care formează reţeaua scurtă sunt răcite cu apă cu diametrul exterior

de 65 83 195 mm

Mecanismul de răsturnare a cuptorului icircn vederea golirii este ori electromecanic ori

hidraulic ca şi sistemul de rotire al capacului creuzetului

Icircn funcţie de necesităţile tehnologice cuptoarele cu creuzet pot fi utilizate icircnurmătoarele regimuri de funcţionare

9

1- inductor 2- metal topit Al3- creuzet refractar 4- cilindru azbest5- ecrane feromagnetice

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull regim intermitent ndash la care cuptorul se goleşte complet după fiecare şarjă iar pornirea se

face la icircncărcătură solidă

bull regim continuu ndash la care icircn permanenţă se află icircn cuptor o cantitate de metal topitbull regimul duplex ndash cu un alt cuptor electric

Observaţie ndash la funcţionarea continuă a cuptorului din cuptor se goleşte numai

materialul necesar la turnarea imediată icircn locul lui fiind introduse bucăţi solide de metal

Deoarece funcţionarea cu creuzetul parţial umplut cu metal topit acuză o scădere a puterii active

faţă de valoarea ei nominală se recomandă ca golirea să nu depăşească 23 din capacitatea

nominală

4 Schema principală a unui cuptor cu creuzet cu dimensiunile principale

unde

a b ndash se referă la inductor

ac ndash se referă la grosimea medie a materialului refractar

ai ndash se referă la grosimea izolaţieih1 ndash este icircnălţimea cuptorului cu creuzet

10

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

h2 ndash este icircnălţimea icircncărcăturii care este mai mic cu aproximativ 30 din motive de securitate

5 C5 CUPRULUPRUL

Cuprul (numit i aramă) este un element din tabelul periodic avacircnd simbolul Cu iș ș

numărul atomic 29

Cuprul este un metal de culoare ro cată foarte bun conducător de electricitate i căldurăș ș

Cuprul a fost folosit de oameni din cele mai vechi timpuri arheologii descoperind obiecte din

acest metal datacircnd din 8700 icircHr A fost unul din primele metale folosite deoarece cantită iț

mici din el apar icircn unele locuri icircn stare liberă Principalele minereuri ale cuprului sunt

calcozina (sulfura de cupru) calcopirita sau criscolul (ferosulfura de cupru) cupritul (oxidulcupros) i malachitul i azuritul (ambele forme ale carbonatului basic de cupru) Metoda folosităș ș

pentru extrac ia de cupru depinde natura minereului Dacă cuprul se găse te icircn stare liberă elț ș

poate fi separat prin sfăracircmarea minereului icircn bucă i mici i amestecarea sa cu apa Cuprulț ș

fiind relativ greu se depune pe fund Cuprul care are o puritate de peste 99 este folosit la

fabricarea conductelor de gaz i apa a materialelor pentru acoperi uri a ustensilelor i a unor ș ș ș

obiecte ornamentale Deoarece cuprul este un bun conducător de căldură se utilizează la boilere

i alte dispozitive ce implică transferul de căldură sau folie de cupru (simplu strat) sau douăș

(dublu strat) se folose te ca PCB Originea numelui din cuvacircntul latinesc cyprium (dupa insulaș

Cipru)

Icircn stare solidă de metal cuprul are culoare ro ie-portocalie aceasta fiind principalaș

proprietate după care se deosebe te de alteș elemente De obicei majoritatea compu ilor ș

anorganici dar i organici ai cuprului au oș culoare albastră de i unii pot fi iș ș verzui sau vernil

Sistemul de cristalizare al cuprului este cubic cu fe e centrate lipsind prezen aț ț

polimorfismului Una dintre dezavantajele cuprului este fenomenul de coclire (icircnverzire) ce

poate fi observat adesea pe vasele vechi sau pe monedele (la moneda romacircnească de 5 bani)

Icircmpreună cu osmiul (albastru) iș aurul (galben-auriu) cuprul este unul dintre cele trei metale

elementare care are altă culoare naturală icircn afară de gri sau argintiu Cuprul pur este portocaliu-

ro u i dobacircnde te o pată ro iatică icircn momentul expunerii laș ș ș ș aer urmacircnd să se icircnverzească mai

tacircrziu

Duritatea cuprului este relativ mică (3 pe scara Mohs) dar este destul de rezistent la

rupere i foarte ductil (poate fi tras icircn fire) putacircnd fi modelat la presiuni mariș

Conductibilitatea calorică este asemănătoare cu a argintului (1 fa ă de 093 aț argintului) i multș

11

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mai mare decacirct a altor metale uzuale Tocmai datorită acestei proprietă i cuprul se utilizează icircnț

conducte pentru transmiterea căldurii Icircnsă conductibilitatea scade cacircnd cuprul este impur icircn

momentul icircn care con ine 01ț impurită i deț elemente ca fosfor arsen siliciu sau fier valoarea conductibilită ii poate scădea chiar cu 20 De aceea icircnț electrotehnică se utilizează

numai cupru pur electrolitic

Densitatea curentă maximă a cuprului icircn aer deschis este de aproximativ 31times106 Am2

Ca toate metalele dacă cuprul este placat cu alt metal icircncepe un proces de coroziune galvanică

Atacirct cuprul cacirct i aliajele sale au o maleabilitate foarte ridicată (pot fi trase icircn foiș

sub iri) fiind i foarte u or de prelucrat Totodată ductilitatea cuprului este extraordinar deț ș ș

favorabilă astfel putacircndu-se ob ine fire foarte sub iri de cupru numiteț ț li eț (se foloseau icircntrecut la siguran ele fuzibile) Cuprul este un metal foarte moale cu o duritate de 3 pe scaraț

Mohs ( i 50 pe scara Vickers) puterea sa de trac iune situacircndu-se la 210ș ț MPa

Cuprul este singurul metal ce are culoarea arămie Foarte interesante sunt proprietă ileț

acestuia de a forma compu i de culoarea verde (carbonat clorură etc) neagră (oxid) sauș

albastră (sulfat i hidroxid)ș

Numărul atomic al cuprului este 29 iar simbolul chimic este Cu Masa atomică relativă

este 63546 Valen aț cuprului este icircn principal 1 sau 2 (cuprul formează o varietate rară decompu i i săruri cu starea de oxidare +1 i +2 care sunt de obicei numite săruriș ș ș cuproase sau

cuprice) de i mai rar poate fi chiar i 3 Acesta nu reac ionează cuș ș ț apa dar reac ionează icircncetț

cu aerul atmosferic icircn urma acestei reac ii pe suprafa a cuprului se formează un strat de cupruț ț

oxidat verde Icircn contrast cu oxidarea fierului la aer umed acest strat de oxid se opre te dinș

coroziune un strat de cocleală verde (carbonat de cupru) pot fi observate pe construc iile vechiț

din cupru cum ar fi Statuia Libertă iiț cea mai mare statuie din cupru din lume Majoritatea

sărurilor de cupru sunt higroscopice

12

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Raza atomică calculată are valoarea de 135 (145) picometri (pm) raza covalentă 138 picometri

(pm) iar raza van der Waals Cuprul prezintă conductivitate magnetică

Cuprul are 29 de izotopi doi dintre ace tiaș63

Cu iș65

Cu sunt stabili iar izotopul63

Cureprezintă 69 din totalitatea cuprului natural Ceilal i 27 deț izotopi sunt instabili (radioactivi)

cel mai stabil dintre cei radioactivi este 67Cu cu timpul de icircnjumătă ireț de 6183 de ore apteȘ

al i izotopi au fost caracteriza i Dintre izotopii radioactivi remarcămț ț63Cu care emite radia iiț

beta pozitive avacircnd ca rezultat izotopi de nichel icircn timp ce izotopul 65Cu cu emisii radioactive

beta negative are ca rezultat izotopi de zinc

Majoritatea cuprului scos din mină este sub formă de compu i cum ar fi sulfa i sauș ț

sulfuri Exemple de astfel de mine includ minele de la Chuquicamata din Chile BinghamCanyon Mine din Utah Statele Unite ale Americii iș El Chino Mine din New Mexico Statele

Unite ale Americii Icircn conformitate cu studiile efectuate de geologii britanici icircn 2005 Chile a

fost cel mai mare producător de cupru urmat pe locul doi de Statele Unite ale Americii

Indonezia iș Peru

Industria auto este unul dintre cei mai mari consumatori de cupru

13

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL IICUPTOARELE INDUSTRIALE

1 Clasificarea cuptoarelor industriale

In industrie există o mare varietate de cuptoare industriale cu diferite destinaţii Datorităacestei mari diversităţi se va realiza o clasificare pe baza unor caracteristici generale ale

cuptoarelor

După destinaţia tehnologică se deosebesc

bull cuptoare metalurgice (furnale pentru producerea fontei de minereu cuptoare pentru

producerea oţelului cuptoare pentru laminare)

bull cuptoare pentru industria constructoare de maşini (pentru tratamente termice pentru

forjare)

bull cuptoare pentru obţinerea cimentului

bull cuptoare pentru arderea materialelor ceramice

Icircn funcţie de procesele care au loc icircn cuptoare se deosebesc

bull cuptoare de topire şi de ardere icircn care icircncărcătura care se prelucrează se

bull icircncălzeşte pacircnă la topire (furnale cuptoare electrice cuptoare de creuzete de topit

sticla)

bull cuptoare de icircncălzire la care materialul supus prelucrării se icircncălzeşte sub temperaturade topire (recoacere călire)

bull cuptoare de uscare (uscătoare)

Datorită specificului lor cuptoarele de uscare constituie o grupa specială denumită

uscătoare

După regimul termic se deosebesc următoarele tipuri de cuptoare

bull cu regim de temperatură şi cu regim termic constante icircn timp (cuptoare cu bazin pentru

topirea sticlei cuptoare tunel cu funcţionare continuă)

14

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull cu regim de temperatură constant şi cu regim termic variabil (cuptoare cu funcţionare

continuă şi icircncărcare intermitentă)

bull cu regim de temperatură variabil şi cu regim termic constant (cuptoare circulare de tipHoffman)

bull cu regim de temperatură şi cu regim termic variabile icircn timp (cuptoare cu funcţionare

intermitentă)

După sursa de căldură se deosebesc cuploarele

bull cu combustibil solid (icircn strat sau pulverizat)

bull cu combustibil lichid

bull cu combustibil gazos

bull cu mai mulţi combustibili (lichid şi gazos sau solid şi gazos)

bull la care combustibilul face parte din icircncărcătură (de exemplu convertizoare cuptoare pentru

ars minereuri cu conţinut de sulf)

bull electrice

După modul de transmisie al căldurii

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului supus prelucrării datorită arderii

combustibilului solid care se amestecă cu materialul Căldura se transmite materialului de la

combustibilul incandescent (prin radiaţie şi conducţie termică) şi de la gazele de ardere (prin

radiaţie şi convecţie) Din această categorie fac parte majoritatea cuptoarelor verticale

(furnale cubilouri cuptoare de ars var)

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului supus prelucrării de la gazele de ardere

Acestea se mai numesc cuptoare cu flacără Transmisia căldurii la material se face icircn

principal prin radiaţie de la flacără de la pereţi si de la bolta cuptorului şi prin convecţie de

la gazele de ardere Din această grupă fac parte majoritatea cuptoarelor ca de exemplucuptoarele Martin cuptoarele de forjă cuptoarele pentru tratamente termice cuptoarele tunel

şi circulare

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului prin pereţii camerelor sau ai vasului icircn care

se află materialul Transmiterea căldurii către material se face mai ales prin radiaţie de la

pereţii camerelor sau vaselor prin conducţie dacă materialul vine icircn contact cu pereţii

vasului şi prin convecţie de Ia gazele aflate icircn cameră Din această categorie fac parte

cuptoarele cu muilă şi cele cu retortă)

15

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull cuptoare icircn care căldura se degajă icircn materialul supus prelucrării datorită reacţiilor exoterme

In aceste cuptoare particulele de material care intră icircn reacţie (a căror temperatură creşte)

transmit căldura particulelor alăturate prin radiaţie şi conducţie In cazul existenţei gazelor de ardere căldura se transmite prin radiaţie şi convecţie de Ia gaze la material In cazul icircn

care căldura degajară nu este suficientă se introduce o cantitate suplimentară de căldură

produsă prin arderea combustibilului Din această categorie fac parte cuptoarele pentru

arderea minereurilor care conţin sulfuri

bull cuptoare electrice icircn care căldura se transmite materialului prin radiaţie de la un arc electric

sau de la o rezistentă prin conducţie de la rezistenţă prin convecţie şi radiaţie de la gazele

icircncălzite de rezistenţă prin radiaţie şi conducţie de la pereţii icircncălziţi de o rezistenţă şi printrecerea curentului electric direct prin material Din ceasta categorie fac parte cuptoarele cu

arc electric pentru elaborarea oţelului cu rezistenţă electrică pentru tratamente termice de

inducţie pentru călire şi cu icircncălzire mixtă pentru obţinerea carburii de calciu (carbid)

După forma camerei de lucru Spaţiul de lucru este locul icircn care se aşează materialul

care trebuie tratat termic icircmpreună cu adaosurile necesare (de exemplu fondanţi) după forma

spaţiului de lucru se deosebesc

bullcuptoare verticale la care spaţiul de lucru este un put cu icircnălţimea de ce puţin o dată

şi jumătate mai mare decacirct diametrul (furnale cuptoare de varcubilouri)

bull cuptoare cu camere Spaţiul de lucru este o cameră cu pereţii permanenţi sau

temporari Materialul se aşează icircn cameră icircn strat icircnalt sub formă de racircnduri

bull cuptoare cu vatră la care spaţiul de lucru este prevăzut cu una sau mai multe vetre

pe care materialul se aşează icircntr-un strat subţire (cuptoare de icircncălzire pentru forjă cuptoare

de tratament termic)

bullcuptoare cilindrice rotative la care spaţiul de lucru al cuptorului este format dintr-un

tambur orizontal sau icircnclinat cu 5 10 grade -cuptoare tunel la care spaţiul de lucru este

format dintr-un canal orizontal de lungime mare icircn care materialul este transportat icircn

vagonete sau transportoare (cuptoare de icircncălzire pentru forjă)

bull cuptoare cu creuzete la care spaţiul de lucru este format dintr-o cameră icircn care se

aşează creuzetele icircn general materialul se obţine icircn creuzete icircn stare topită (cuptoare pentru

topirea metalelor neferoase)-cuptoare cu bazin la care spaţiul de lucru este format dintr-o

cameră prevăzută la partea inferioară cu un bazin icircn care produsul se obţine icircn stare topită

16

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

2 Elementele constructive ale cuptorului de inducţie cu creuzet

Principalele elemente constructive ale acestei instalaţii sunt carcasa inductorul

creuzetul conductele de alimentare (reţeaua scurtă) şi mecanismul de basculareCarcasa are rolul de a asigura rezistenţa mecanică a cuptorului şi de a permite

fixarea rigidă a creuzetului şi inductorului La cuptoarele neecranate (fără circuit

magnetic exterior) carcasa se confecţionează din materiale nemetalice (azbociment

lemn) sau metalice Carcasele metalice se secţionează pe verticală pe icircntreaga lor

lungime (2 3 secţionări) icircn zonele respective intercalacircnd u-se garnituri electroizolante fixate

cu şuruburi metalice şi bucşe izolante La cuptoarele ecranate carcasele se confecţionează

din oţel carbon obişnuit şi nu se secţioneazăCircuitele magnetice exterioare constau din pachete de tole de transformator fixate

rigid şi dispuse radial pentru a avea o răcire bună Grosimea tolelor este de 05 mm Ia

cuptoarele de frecvenţă industrială şi de 035 mm Ia cele de frecvenţă ridicată Pierderile

electrice icircn circuitul magnetic sunt de 04 05 din puterea activă totală a cuptorului iar

cantitatea de tablă silicioasă necesară este de circa 600700 kg pe tona de metal topit

Capacul cuptorului are rolul de a micşora pierderile de căldură prin radiaţie si se

confecţionează din unul sau mai multe straturi icircn funcţie de temperatura de golire a

metalului Se recomandă pentru toate cuptoarele dar mai ales la cele de mare capacitate

Deplasarea capacului se realizează cu mecanisme acţionate manual electric sau hidraulic

Inductorul reprezintă partea cea mai importantă a cuptorului şi se confecţionează sub

forma unei bobine cilindrice icircntr-un strat de preferinţă din ţeava profilată prin care circulă

apa de răcire Mărirea numărului de spire şi realizarea inductorului icircn mai multe straturi ar

permite reducerea curentului (eventual renunţarea la răcirea cu apă a acestuia) dar la aceleaşi

pierderi icircn cupru apar o serie de inconveniente cum ar fi icircnrăutăţirea cedării căldurii şi

majorarea fluxului de dispersie complicarea izolaţiei conductoarelor majorarea tensiunii Ia

bornele inductorului Referitor la răcirea cu aer a inductorului aceasta ar necesita un

interstiţiu suplimentar icircntre creuzet şi inductor lucru ce atrage după sine o icircnrăutăţire a

funcţionării cuptorului (randamentul electric şi factorul de putere scad mult)

Confecţionarea inductorului sub formă solenoidală din ţeava asigură o bună răcire a

acestuia Astfel la o temperatură a apei de răcire de +25 degC temperatura inductorului nu

depăşeşte +50 degC Apa de răcire trebuie să aibă icircnjur de +3545 degC icircn caz contrar

temperatura inductorului scade sub cea a mediului ambiant Dacă apa de răcire este prea

17

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

rece apare condens pe inductor ce periclitează izolaţia acestuia Orientativ la o viteză a apei

de răcire de 1 15ms densitatea de curent este de circa 20 Amm

Micşorarea pierderilor icircn cuprul inductorului nu este posibilă prin mărirea secţiuniitransversale a ţevii datorită efectului pelicuiar Grosimea peretelui ţevii orientată spre creuzet

trebuie să fie de ce puţin 13 ori mai mare decacirct adacircncimea de pătrundere a cacircmpului

electromagnetic icircn materialul ţevii La frecvenţe industriale adacircncimea de pătrundere fiind de

circa 10 mm inductorul se realizează din bară de cupru plină Pe faţa inductorului opusă

creuzetului se sudează o ţeava de cupru prin care va circula apa de răcire Izolarea spirelor se

face prin spaţii de aer de 12 cm sau prin straturi de micanită sticlostratitex cu grosimi de

minim 15 mmUnele inductoare au prize ce permit utilizarea raţională a puterii sursei icircn condiţiile

modificării impedanţei cuptorului icircn decursul elaborării şarjei sau ca urmare a uzurii

căptuşelii sau a trecerii de la o marcă de metal la alta

Căptuşeala creuzetului se confecţionează din material refractar granulat după ce

inductorul a fost montat Materialul refractar se icircndeasă prin batere (stampare) icircn spaţiul

dintre carcasa interioară (din carton de azbest sau micanită) a inductorului şi un şablon din

tablă de oţel ce se va topi la prima şarjă

Compoziţia materialului refractar se adoptă avacircnd icircn vedere

bull căderea mare de temperatură dintre metalul topit (circa 1600 degC la oţel) şi

inductorul răcit cu apa ce trebuie preluată de o grosime de numai 10 13 cm a

peretelui creuzetului (cu cacirct acest perete este mai subţire performanţele

electrice ale cuptorului sunt mai ridicate)

bull solicitarea mecanică a căptuşelii datorită presiunii hidrostatice a topiturii si

eforturilor electrodinamice din baia de metal topit

bull acţiunea chimică a diferitelor componente ale icircncărcăturii (de exemplu

manganul acţionează asupra căptuşelii acide formacircnd silicaţi ce impurifică

metalul iar siliciul distruge căptuşelile bazice)

Mecanismul de basculare poate fi cu acţionare hidraulică prin cabluri cu şurub sau

alte sisteme Rotirea cuptorului se poate face icircn jurul unei axe ce trece prin centrul său de

greutate (consum minim de energie) sau icircn jurul unei axe ce trece pe sub jgheabul de golire

Ultima variantă are avantajul că elimină manevrele cu oala de turnare care are o poziţie fixă

iar vacircna de metal fiind scurtă rezultă pierderi reduse de material prin oxidare

18

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Bascularea cuptorului se poate face şi cu ajutorul unui plan cu monoşina care deserveşte mai

multe cuptoare icircn acelaşi timp este folosit şi la icircncărcarea acestora

Cuptoarele de mare capacitate sunt acţionate hidraulic inclusiv deschidereacapacelor Dezavantajul rezidă icircn necesitatea unor spaţii mari sub cuptor pentru instalarea

cilindrilor hidraulici şi existenţa instalaţiilor de ulei sub presiune care scumpesc

echipamentul cuptorului Conductele de alimentare ale cuptorului trebuie să permită

icircnclinarea acestuia şi din punct de vedere constructiv deosebim două variante şi anume

bull reţea scurtă cu legături rigide ce utilizează contacte tip separator care se

deschid icircn momentul icircnclinării cuptorului Sistemul nu permite alimentarea

cuptorului icircn poziţie icircnclinată dar are lungime redusă şi deci pierderi mici prinefect Joule-Lentz Ca dezavantaj principal menţionăm icircntreţinerea periodică a

contactelor Densitatea de curent admisibilă a contactelor răcite cu apă este de

20- 30 Amm

bull reţea scurtă cu legături flexibile sistem frecvent utilizat care icircnlătură

dezavantajele variantei anterioare Ca inconveniente se menţionează lungimea

mare a cablurilor flexibile (cacircţiva metri) şi pierderile de putere pe

conductoarele acestora ultimele ajungacircnd pacircnă la 5 din puterea activă a

cuptorului Cablurile sunt răcite cu apă (circulă icircn interiorul unui furtun de

cauciuc icircn care este introdusă funia de cupru) şi admit o densitate de curent de

56 Amm2

3 Tehnologii de realizare a inductorului şi creuzetului

aConfecţionarea inductorului Inductorul nu are numai un rol electric acela de a crea cacircmpul magnetic din cuptor ci

si un rol mecanic de a consolida creuzetul şi de a mării rigiditatea acestuia Din acest motiv

construcţia inductorului este foarte importantă iar consolidarea spirelor sale trebuie făcută

corect avacircnd icircn vedere şi forţele electrodinamice care tind să expandeze spirele spre

exterior

Metodele de consolidare a inductorului depind de forma spirelor acestuia care pot fi

de tip elicoidal sau plan

19

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

La inductoarele cu spire plane trecerea de la o spiră Ia alta se face cu ajutorul unei

porţiuni icircnclinate a cărei lungime variază invers proporţional cu grosimea peretelui ţevii De

cele mai multe ori icircnaintea icircnfăşurării ţeava se umple cu nisipIcircnfăşurarea se face cu ajutorul unor tambun care se pot monta direct pe un strung

normal dacă diametrul inductorului nu este prea mare icircn cazul inductoarelor cu diametre de

052 m se folosesc utilaje specializate la care ţeava de inductor este trasă prin două perechi

de role (verticale şi orizontale) ce se deplasează de-a lungul tamburului pe măsură ce se

icircnfăşoară bobina Prin utilizarea unor role profilate concomitent cu icircnfăşurarea se poate

obţine şi modificarea formei secţiunii spirei (de la secţiune circulară la una rectangulară de

exemplu)Pentru obţinerea inductoarelor cu spire plane se utilizează un tambur prevăzut cu

pieptene ce constă dintr-o placă curbată pe care sunt sudate aripioare de oţel icircnclinate

corespunzător şi distanţate icircn funcţie de diametru ţevii Pieptenele se fixează de aşa

manieră icircncacirct după terminarea icircnfăşurării să se poată trage icircnăuntrul tamburului pentru a

permite scoaterea bobinei icircnclinarea ţevii icircn dreptul pieptenelui se face după icircncălzirea

porţiunii respective de spiră cu ajutorul unui arzător cu gaz

Pentru a evita deformarea profilului la icircnfăşurarea pe tambur trebuie respectate

anumite rapoarte icircntre dimetrul tamburului şi dimetrul exterior al ţevii icircn funcţie de grosimea

peretelui acesteia

Fixarea inductoarelor cu spire plane poate fi făcută prin presarea spirelor izolate icircntre

două plăci frontale confecţionate din materiale izolante cu ajutorul unor bride izolante

Stracircngerea plăcilor se face cu ajutorul unor scoabe din materiale nemagnetice introduse icircn

tăieturile practicate icircn bride şi apoi scoase prin orificiile plăcilor frontale şi fixate cu piuliţe

Fixarea inductorului de carcasa cuptorului se face cu ajutorul unor bolţuri ce trec prin

peretele carcasei şi presează lateral bridele Această construcţie asigură o rigiditate suficientă

creuzetului icircn timpul icircnclinării cuptorului Consolidarea inductoarelor cu spire icircnclinate

poate fi obţinută prin fixarea individuală a fiecărei spire de bridele verticale izolante prin

intermediul unor buloane de alamă lipite de spire Bridele se fixează de corpul cuptorului cu

ajutorul unor tiranţi a căror icircntindere se realizează prin piuliţe cu filet stacircnga - dreapta

4 Confecţionarea căptuşelii cuptoarelor de inducţie cu creuzet

20

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Căptuşeala refractară a cuptoarelor de inducţie cu creuzet se compune din elemente

constructive principale legate de creuzet printr-un strat de material refractar sub formă de

tencuialăBaza constituie suportul pe care se aşează creuzetul şi inductorul şi se zideşte direct

pe carcasa cuptorului La cuptoarele mici (50 100 kg icircncărcătura) baza se confecţionează

din blocuri fasonate fixate d 6 C3TC3SS CU bride şi buloane nemagnetice La unele

cuptoare se face din beton refractar sau azbociment sticlostratitext dar acestea au o durată

de viaţă scăzută

Cea mai utilizată este baza de cărămizi normale de şamotă zidite cu mortar obţinut

din 75 şamotă măcinată şi 25 argilă umedă Dacă este cazul (temperaturi ridicate aleşarjei) baza se realizează din mai multe straturi refractare şi termoizolante

Coroana refractară se confecţionează din blocuri de şamotă fasonate sau din cărămizi

normal de şamotă In coroană se fixează jgheabul de golire ce are rolul de a orienta şuvoiul

de metal topit atunci cacircnd se goleşte cuptorul

Jgheabul poate fi dintr-un singur bloc de şamotă (la cuptoarele mici) sau din mai

multe cărămizi de şamotă fasonate (la cuptoarele mari)

Creuzetul este partea cea mai solicitată a căptuşelii fund expus la gradiente de

temperatură de ordinul a 200degCcm şi la presiuni hidrostatice exercitate de metalul topit de

48 Ncm sau chiar mai mult De aceea alegerea corectă a formei şi dimensiunilor

creuzetului ca şi a materialelor refractare utilizate este de cea mai mare importanţă pentru

fiabilitatea şi siguranţă icircn funcţionarea cuptorului

Din punct de vedere electric grosimea peretelui creuzetului trebuie să fie minimă

pentru a avea un cuplaj cacirct mai bun icircntre inductor şi şarjă deci randament electric cacirct mai

ridicat Sub aspect mecanic şi termic grosimea peretelui creuzetului este bine să fie cacirct mai

mare pentru a avea pierderi de căldură mici(randament termic ridicat) şi solicitări mecanice

reduse

Grosimea optimă a peretelui creuzetului care a dat rezultate satisfăcătoare icircn practică

este de 1030 din diametrul creuzetului valori mai mari fiind recomandate pentru

cuptoarele mai mici Din considerente mecanice grosimea peretelui nu este constantă pe

toată icircnălţimea sa ci este mai mare la baza creuzetului astfel icircncacirct forma acestuia este

tronconică cu o icircnclinare de 24 De asemenea se folosesc şi creuzete cilindrotronconice

la care partea inferioară este sub formă de trunchi de con (cu icircnclinare de 24 pe o

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

icircnălţime de 13 14 din icircnălţimea creuzetului) icircntrucacirct aici corodarea cauzată de agitaţia

topiturii este maximă

Materiale refractare utilizate la confecţionarea creuzetului trebuie să suportetemperaturi pacircnă la 1650degC (topirea oţelului) să aibă coeficient de dilataţie cacirct mai mic (se

evită fisurarea creuzetului datorită variaţiilor de temperatură pe grosimea peretelui) şi să

reziste la acţiunea chimică a zgurei In general se utilizează amestecuri de materiale

refractare după reţete care au condus la durabilităţi ridicate ale creuzetului De menţionat ca

aceste reţete sunt dependente de metalul sau aliajul de topit

22

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL III

DIMENSIONAREA CUPTORULUI

1 DIMENSIONAREA CREUZETULUIDupă alegerea materialului refractar al creuzetului se stabilesc dimensiunile d2

(diametrul mediu) şi h2 (icircnălţimea maximă a icircncărcăturii ndash de siguranţă)

Materialul refractar Grafit

Volumul util 2

22

4

hd m

v sdotsdot

==π

ρ

unde ρrsquo este densitatea la temperatura mediului ambiant 200C

722 _ =topit met ρ kgdm3

Coeficientul de zvelteţe al băii

Acest coeficient ese impus pentru a obţine un randament electric şi termic cacirct mai mare şi se

alege din intervalul

==2

22 h

d c 05 1 =gt c2=06

Rezultă diametrul mediu al acestui cuptor cu creuzet este

23

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mdmmc

d 656056660828372

10006044333

2 ===sdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

=π ρ π

Diametrul mediu al cuptorului este

d 2= 0656 m

Cu ajutorul coeficientului de zvelteţe ales ( c=06 ) vom determina icircnălţimea creuzetului

mh

c

d h 11

60

65602

22 =rArr==

Icircnălţimea icircncărcăturii este

h2=11 m

Icircnălţimea creuzetului se adoptă cu circa 20 ndash 30 mai mare decacirct h2 pentru a ţine cont de

agitaţia băii şi de adăugarea bucăţilor solide de metal

Icircnălţimea creuzetului este21 251 hh sdot= deci

h1= 137m

Grosimea peretelui creuzetului este ac şi se adoptă pe baza relaţiei

020025012

==d ac

Vom adopta ac=013m deci

ac=013 m

Grosimea stratului izolator ndash diatomită ndash icircn general se ia valori de 1 ndash 10 cm

24

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Voi alege grosimea de 001 m deci

ai =001 m

2 RANDAMENTUL TERMIC AL CUPTORULUI

maad d ic 9260010130265602221 =+sdot+=sdot+sdot+=

- material refractar- diatomina

bull densitate ρ=700kgm3

bull conduciv termică λ=(016+031∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=900 oC

Pierderile laterale prin stratul de grafit şi diatomită

Pierderile laterale se calculează pentru primul strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

- pentru că se calculează aproximacircnd cuptorul cu un cilindru unde

l = h2 + ac2=1093+012=1143 m

W C

l

r

r

Ro

0002496070)1015010163(14312

2980

3980ln

2

ln

3

1

2

=sdotsdotminussdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

= minusπ λ π λ

25

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Deci rezistenţa termică a grafitului este

R λ =249607∙10-4 oCW

Pierderile laterale se calculează pentru al doilea strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

Temperatura la suprafaţa interioară a stratului termoizolant se consideră Θ=150 oC

W C

S

a R

oc 05271730

)15010310160(5934

0503

2

=sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

( ) 593441 222 =sdotsdotΘsdot= hS π m2

R λ =00527173 oCW

Rezistenţa totală este

052966900527173010496072 4

21 =+sdot=+= minusλ λ R R Rtot

oCW

Pierderile laterale

82921132705296690

150700 =minus=ΘminusΘ=Φtot

ambiant golirelateral R

W

Pierderile laterale

Φlaterale= 113278292 W

26

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Transferul de căldură prin porţiunea inferioară

W C S

a R o8386560)2010310160(7174390

10 3inf

inf =sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

71743904

9560

4

22

23 =

sdot=

Θsdot=

π π S m2

440328708386560

20700inf

inf =minus=ΘminusΘ=Φλ R

ambiant golire W

Pierderile prin partea inferioară a cuptorului

Φinf = 87044032W

Transferul de căldură prin capac

Vom considera capacul acestui cuptor din fibre ceramice care are următoarele proprietăţi

fizice

bull densitate ρ=50 kgm3

bullconducivitate termică λ=(01+04∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=1300 oC

cu grosimea de g=6 cm

Rezistenţa termică a capacului

144191007174390)1200104010(

0603 =sdotsdotsdot+=sdot= minus

capaccapac S

g R λ

oCW

27

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Fluxul termic prin capac este date de

02438492414419100

40700=

minus=

ΘminusΘ=Φ

capac

ambiant golirecapac R

W

Pierderile prin capacul cuptorului

Φcapac= 492402438 W

Deci pierderile totale rezulta icircnsumacircnd aceste trei pierderi adică

capacerior lateral TOTAL Φ+Φ+Φ=Φ inf

Adică

2939041712202438492444032870829211327inf =++=Φ+Φ+Φ=Φ capacerior lateral TOTAL W

23351

3501000

=sdot

=sdotsdot

=sdot

=t

iV

t

im P u

ρ kW

81911217233

233=

+=

+=

t u

ut p P

P η

Puterea transformată icircn căldură icircn şarjă la randament 891=t η

26091051

35010002 =

sdotsdot

=sdotsdot

=t topiret

im P

η kW

28

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 3: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

- călirea superficială a pieselor

- sudarea şi lipirea metalelor

Cuptoarele de inducţie cu creuzet sunt utilizate pentru elaborarea oţelurilor cu calitatesuperioară a fontei a metalelor şi aliajelor neferoase cum ar fi aluminiu cupru nichel etc

Din punct de vedere al frecvenţei tensiunii de alimentare cuptoarele cu creuzet pot fi

bull de frecvenţă industrială (50 Hz)

bull de frecvenţă medie (100 10000 Hz)

bull de icircnaltă frecvenţă (50 400 kHz)

Ele pot funcţiona icircn vid ndash condiţie cerută icircn ultimul timp la prelucrarea metalelor şi

aliajelor necesare construcţiilor aerospaţiale ale centrelor nucleare

2 A2 AVANTAJEVANTAJE ŞIŞI DEZAVANTAJEDEZAVANTAJE

AVANTAJEbull se obţin temperaturi foarte ridicate icircn toată masa metalului ca urmare a unei concentrări

mari de putere direct icircn acesta (200 ndash 300 kWt pentru fontă la 50 Hz 1500 kWt pentru

fier la 1000 Hz)

bull ca urmare a amestecului (agitaţiei) intens a băii metalice topite sub acţiunea forţelor

electrodinamice se produce uniformizarea temperaturilor se elimină supraicircncălzirile

locale şi se reduc icircn consecinţă pierderile de metal (05 08 )

bull se obţin metale sau aliaje foarte pure şarja fiind ferită de acţiunea chimică a electrozilor cuptoarelor cu arc sau combustibilul de la cuptoarele cu flacără topirea este posibilă icircn

vid sau atmosfere controlate

bull zgomotul de funcţionare are valori mici sub (70 ndash 80 dB)

bull poluarea mediului ambiant este foarte redusă cantitatea prafului fiind de ordinul 05 kgt

faţă de cuptoarele cu arc unde avem 5 ndash 8 kgt

bull reglajul automat al puterii este uşor de realizat

7

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull icircn comparaţie cu cuptoarele de inducţie cu canal cele cu creuzet au construcţie mai

simplă solicitări termice şi mecanice mai reduse cuptorul cu creuzet poate fi golit

complet după fiecare sarjă

DEZAVANTAJE

bull antrenarea zgurei icircn sarjă

bull solicitarea mecanică puternică a căptuşelii creuzetului datorită agitaţiei intense a băii

topite

bull Costul ridicat datorat surselor de alimentare (icircn general sunt generatoare dacă nu se

lucrează cu frecvenţa industrială) şi a bateriilor de condensatoare necesare

Capacitatea actuală a cuptoarelor de frecvenţă industrială are valori icircntre 08 ndash 50 t puterea

ajunge la 20 ndash 25 MW consumul specific de energie electrică fiind 520 ndash 700 kWht

3 C3 CONSTRUCŢIAONSTRUCŢIA SISI FUNCŢIONAREAFUNCŢIONAREA CUPTOARELOR CUPTOARELOR CUCU CREUZETCREUZET

Elementele constructive principale ale cuptoarelor cu creuzet suntbull creuzetul

bull inductorul

bull ecranul magnetic

bull reţeaua scurtă ndash compusă din cabluri flexibile şi barele sursei de alimentare

bull mecanismul de răsturnare

Creuzetul are căptuşeală acidă (cuarţită ndash 98 SiO2) bazică (magnezită) sau neutră

(şamotă grafit sau oţel refractar) Forma creuzetului este cilindrică icircn partea inferioară (13icircnălţime) are o formă tronconică deoarece icircn această zonă eroziunea provocată de agitaţia băii

este cea mai puternică Baza creuzetului se sprijină pe un suport de cărămizi refractare şi

termoizolante

Icircntre creuzet şi inductor se prevede un cilindru din material termoizolant cu grosimea de

3 20 cm Creuzetul se confecţionează prin stamparea (bătătorirea) compoziţiei refractare

uscate (praf refractar amestecat cu acid boric) introduse icircntre suport cilindrul de material

termoizolant şi un şablon cilindric de oţel (4 ndash 8 mm grosime) ndash sinterizarea compoziţieirefractare se realizează prin icircncălzirea lentă cu gaz sau inducţie

8

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Starea căptuşelii creuzetului trebuie controlată permanent (după fiecare şarjă) icircn scopul

prevenirii fisurării acestuia şi pătrunderii metalului topit icircn inductor ceea ce ar provoca o

explozie Uzura căptuşelii este sesizabilă prin creşterea factorului de putere al cuptorului (cucirca 10 ndash 30 faţă de valoarea corespunzătoare fazei topite a şarjei) ceea ce se observă printr-

un număr scăzut de trepte a bateriei de condensatoare necesare compensării factorului de putere

la cosφ = 092

Creuzetul este acoperit cu un capac icircn special la cuptoarele cu frecvenţa industrială la

care agitaţia băii este mai intensă dar şi icircn scopul reducerii pierderilor termice Cuptoarele cu

medie frecvenţă nu au capac simplificacircndu-se icircn acest mod construcţia şi exploatarea lor

Inductorul are forma unei bobine cilindrice icircntr-un singur strat de preferinţă din ţevi decupru prin care circulă apă de răcire sub presiune Spirele inductorului pot fi neizolate (fixate

cu distanţoare) icircn aer sau turnate icircn azbociment izolate cu micanită Ţinicircnd cont de forţele

electrodinamice spirele inductorului sunt presate icircntre două plăci frontale din material izolant

stacircnse cu tiranţi

Ecranul magnetic format din pachete de tole de transformator dispuse radial icircn jurul

inductorului este consolidat icircmpreună cu creuzetul şi inductorul cu ajutorul unui cadruconfecţionat din OLC obişnuit Ecranul magnetic este necesar pentru a icircnpiedica icircncălzirea

elementelor constructive metalice ale cuptorului aflate icircn cacircmpul magnetic al inductorului

Cablurile flexibile care formează reţeaua scurtă sunt răcite cu apă cu diametrul exterior

de 65 83 195 mm

Mecanismul de răsturnare a cuptorului icircn vederea golirii este ori electromecanic ori

hidraulic ca şi sistemul de rotire al capacului creuzetului

Icircn funcţie de necesităţile tehnologice cuptoarele cu creuzet pot fi utilizate icircnurmătoarele regimuri de funcţionare

9

1- inductor 2- metal topit Al3- creuzet refractar 4- cilindru azbest5- ecrane feromagnetice

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull regim intermitent ndash la care cuptorul se goleşte complet după fiecare şarjă iar pornirea se

face la icircncărcătură solidă

bull regim continuu ndash la care icircn permanenţă se află icircn cuptor o cantitate de metal topitbull regimul duplex ndash cu un alt cuptor electric

Observaţie ndash la funcţionarea continuă a cuptorului din cuptor se goleşte numai

materialul necesar la turnarea imediată icircn locul lui fiind introduse bucăţi solide de metal

Deoarece funcţionarea cu creuzetul parţial umplut cu metal topit acuză o scădere a puterii active

faţă de valoarea ei nominală se recomandă ca golirea să nu depăşească 23 din capacitatea

nominală

4 Schema principală a unui cuptor cu creuzet cu dimensiunile principale

unde

a b ndash se referă la inductor

ac ndash se referă la grosimea medie a materialului refractar

ai ndash se referă la grosimea izolaţieih1 ndash este icircnălţimea cuptorului cu creuzet

10

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

h2 ndash este icircnălţimea icircncărcăturii care este mai mic cu aproximativ 30 din motive de securitate

5 C5 CUPRULUPRUL

Cuprul (numit i aramă) este un element din tabelul periodic avacircnd simbolul Cu iș ș

numărul atomic 29

Cuprul este un metal de culoare ro cată foarte bun conducător de electricitate i căldurăș ș

Cuprul a fost folosit de oameni din cele mai vechi timpuri arheologii descoperind obiecte din

acest metal datacircnd din 8700 icircHr A fost unul din primele metale folosite deoarece cantită iț

mici din el apar icircn unele locuri icircn stare liberă Principalele minereuri ale cuprului sunt

calcozina (sulfura de cupru) calcopirita sau criscolul (ferosulfura de cupru) cupritul (oxidulcupros) i malachitul i azuritul (ambele forme ale carbonatului basic de cupru) Metoda folosităș ș

pentru extrac ia de cupru depinde natura minereului Dacă cuprul se găse te icircn stare liberă elț ș

poate fi separat prin sfăracircmarea minereului icircn bucă i mici i amestecarea sa cu apa Cuprulț ș

fiind relativ greu se depune pe fund Cuprul care are o puritate de peste 99 este folosit la

fabricarea conductelor de gaz i apa a materialelor pentru acoperi uri a ustensilelor i a unor ș ș ș

obiecte ornamentale Deoarece cuprul este un bun conducător de căldură se utilizează la boilere

i alte dispozitive ce implică transferul de căldură sau folie de cupru (simplu strat) sau douăș

(dublu strat) se folose te ca PCB Originea numelui din cuvacircntul latinesc cyprium (dupa insulaș

Cipru)

Icircn stare solidă de metal cuprul are culoare ro ie-portocalie aceasta fiind principalaș

proprietate după care se deosebe te de alteș elemente De obicei majoritatea compu ilor ș

anorganici dar i organici ai cuprului au oș culoare albastră de i unii pot fi iș ș verzui sau vernil

Sistemul de cristalizare al cuprului este cubic cu fe e centrate lipsind prezen aț ț

polimorfismului Una dintre dezavantajele cuprului este fenomenul de coclire (icircnverzire) ce

poate fi observat adesea pe vasele vechi sau pe monedele (la moneda romacircnească de 5 bani)

Icircmpreună cu osmiul (albastru) iș aurul (galben-auriu) cuprul este unul dintre cele trei metale

elementare care are altă culoare naturală icircn afară de gri sau argintiu Cuprul pur este portocaliu-

ro u i dobacircnde te o pată ro iatică icircn momentul expunerii laș ș ș ș aer urmacircnd să se icircnverzească mai

tacircrziu

Duritatea cuprului este relativ mică (3 pe scara Mohs) dar este destul de rezistent la

rupere i foarte ductil (poate fi tras icircn fire) putacircnd fi modelat la presiuni mariș

Conductibilitatea calorică este asemănătoare cu a argintului (1 fa ă de 093 aț argintului) i multș

11

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mai mare decacirct a altor metale uzuale Tocmai datorită acestei proprietă i cuprul se utilizează icircnț

conducte pentru transmiterea căldurii Icircnsă conductibilitatea scade cacircnd cuprul este impur icircn

momentul icircn care con ine 01ț impurită i deț elemente ca fosfor arsen siliciu sau fier valoarea conductibilită ii poate scădea chiar cu 20 De aceea icircnț electrotehnică se utilizează

numai cupru pur electrolitic

Densitatea curentă maximă a cuprului icircn aer deschis este de aproximativ 31times106 Am2

Ca toate metalele dacă cuprul este placat cu alt metal icircncepe un proces de coroziune galvanică

Atacirct cuprul cacirct i aliajele sale au o maleabilitate foarte ridicată (pot fi trase icircn foiș

sub iri) fiind i foarte u or de prelucrat Totodată ductilitatea cuprului este extraordinar deț ș ș

favorabilă astfel putacircndu-se ob ine fire foarte sub iri de cupru numiteț ț li eț (se foloseau icircntrecut la siguran ele fuzibile) Cuprul este un metal foarte moale cu o duritate de 3 pe scaraț

Mohs ( i 50 pe scara Vickers) puterea sa de trac iune situacircndu-se la 210ș ț MPa

Cuprul este singurul metal ce are culoarea arămie Foarte interesante sunt proprietă ileț

acestuia de a forma compu i de culoarea verde (carbonat clorură etc) neagră (oxid) sauș

albastră (sulfat i hidroxid)ș

Numărul atomic al cuprului este 29 iar simbolul chimic este Cu Masa atomică relativă

este 63546 Valen aț cuprului este icircn principal 1 sau 2 (cuprul formează o varietate rară decompu i i săruri cu starea de oxidare +1 i +2 care sunt de obicei numite săruriș ș ș cuproase sau

cuprice) de i mai rar poate fi chiar i 3 Acesta nu reac ionează cuș ș ț apa dar reac ionează icircncetț

cu aerul atmosferic icircn urma acestei reac ii pe suprafa a cuprului se formează un strat de cupruț ț

oxidat verde Icircn contrast cu oxidarea fierului la aer umed acest strat de oxid se opre te dinș

coroziune un strat de cocleală verde (carbonat de cupru) pot fi observate pe construc iile vechiț

din cupru cum ar fi Statuia Libertă iiț cea mai mare statuie din cupru din lume Majoritatea

sărurilor de cupru sunt higroscopice

12

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Raza atomică calculată are valoarea de 135 (145) picometri (pm) raza covalentă 138 picometri

(pm) iar raza van der Waals Cuprul prezintă conductivitate magnetică

Cuprul are 29 de izotopi doi dintre ace tiaș63

Cu iș65

Cu sunt stabili iar izotopul63

Cureprezintă 69 din totalitatea cuprului natural Ceilal i 27 deț izotopi sunt instabili (radioactivi)

cel mai stabil dintre cei radioactivi este 67Cu cu timpul de icircnjumătă ireț de 6183 de ore apteȘ

al i izotopi au fost caracteriza i Dintre izotopii radioactivi remarcămț ț63Cu care emite radia iiț

beta pozitive avacircnd ca rezultat izotopi de nichel icircn timp ce izotopul 65Cu cu emisii radioactive

beta negative are ca rezultat izotopi de zinc

Majoritatea cuprului scos din mină este sub formă de compu i cum ar fi sulfa i sauș ț

sulfuri Exemple de astfel de mine includ minele de la Chuquicamata din Chile BinghamCanyon Mine din Utah Statele Unite ale Americii iș El Chino Mine din New Mexico Statele

Unite ale Americii Icircn conformitate cu studiile efectuate de geologii britanici icircn 2005 Chile a

fost cel mai mare producător de cupru urmat pe locul doi de Statele Unite ale Americii

Indonezia iș Peru

Industria auto este unul dintre cei mai mari consumatori de cupru

13

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL IICUPTOARELE INDUSTRIALE

1 Clasificarea cuptoarelor industriale

In industrie există o mare varietate de cuptoare industriale cu diferite destinaţii Datorităacestei mari diversităţi se va realiza o clasificare pe baza unor caracteristici generale ale

cuptoarelor

După destinaţia tehnologică se deosebesc

bull cuptoare metalurgice (furnale pentru producerea fontei de minereu cuptoare pentru

producerea oţelului cuptoare pentru laminare)

bull cuptoare pentru industria constructoare de maşini (pentru tratamente termice pentru

forjare)

bull cuptoare pentru obţinerea cimentului

bull cuptoare pentru arderea materialelor ceramice

Icircn funcţie de procesele care au loc icircn cuptoare se deosebesc

bull cuptoare de topire şi de ardere icircn care icircncărcătura care se prelucrează se

bull icircncălzeşte pacircnă la topire (furnale cuptoare electrice cuptoare de creuzete de topit

sticla)

bull cuptoare de icircncălzire la care materialul supus prelucrării se icircncălzeşte sub temperaturade topire (recoacere călire)

bull cuptoare de uscare (uscătoare)

Datorită specificului lor cuptoarele de uscare constituie o grupa specială denumită

uscătoare

După regimul termic se deosebesc următoarele tipuri de cuptoare

bull cu regim de temperatură şi cu regim termic constante icircn timp (cuptoare cu bazin pentru

topirea sticlei cuptoare tunel cu funcţionare continuă)

14

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull cu regim de temperatură constant şi cu regim termic variabil (cuptoare cu funcţionare

continuă şi icircncărcare intermitentă)

bull cu regim de temperatură variabil şi cu regim termic constant (cuptoare circulare de tipHoffman)

bull cu regim de temperatură şi cu regim termic variabile icircn timp (cuptoare cu funcţionare

intermitentă)

După sursa de căldură se deosebesc cuploarele

bull cu combustibil solid (icircn strat sau pulverizat)

bull cu combustibil lichid

bull cu combustibil gazos

bull cu mai mulţi combustibili (lichid şi gazos sau solid şi gazos)

bull la care combustibilul face parte din icircncărcătură (de exemplu convertizoare cuptoare pentru

ars minereuri cu conţinut de sulf)

bull electrice

După modul de transmisie al căldurii

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului supus prelucrării datorită arderii

combustibilului solid care se amestecă cu materialul Căldura se transmite materialului de la

combustibilul incandescent (prin radiaţie şi conducţie termică) şi de la gazele de ardere (prin

radiaţie şi convecţie) Din această categorie fac parte majoritatea cuptoarelor verticale

(furnale cubilouri cuptoare de ars var)

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului supus prelucrării de la gazele de ardere

Acestea se mai numesc cuptoare cu flacără Transmisia căldurii la material se face icircn

principal prin radiaţie de la flacără de la pereţi si de la bolta cuptorului şi prin convecţie de

la gazele de ardere Din această grupă fac parte majoritatea cuptoarelor ca de exemplucuptoarele Martin cuptoarele de forjă cuptoarele pentru tratamente termice cuptoarele tunel

şi circulare

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului prin pereţii camerelor sau ai vasului icircn care

se află materialul Transmiterea căldurii către material se face mai ales prin radiaţie de la

pereţii camerelor sau vaselor prin conducţie dacă materialul vine icircn contact cu pereţii

vasului şi prin convecţie de Ia gazele aflate icircn cameră Din această categorie fac parte

cuptoarele cu muilă şi cele cu retortă)

15

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull cuptoare icircn care căldura se degajă icircn materialul supus prelucrării datorită reacţiilor exoterme

In aceste cuptoare particulele de material care intră icircn reacţie (a căror temperatură creşte)

transmit căldura particulelor alăturate prin radiaţie şi conducţie In cazul existenţei gazelor de ardere căldura se transmite prin radiaţie şi convecţie de Ia gaze la material In cazul icircn

care căldura degajară nu este suficientă se introduce o cantitate suplimentară de căldură

produsă prin arderea combustibilului Din această categorie fac parte cuptoarele pentru

arderea minereurilor care conţin sulfuri

bull cuptoare electrice icircn care căldura se transmite materialului prin radiaţie de la un arc electric

sau de la o rezistentă prin conducţie de la rezistenţă prin convecţie şi radiaţie de la gazele

icircncălzite de rezistenţă prin radiaţie şi conducţie de la pereţii icircncălziţi de o rezistenţă şi printrecerea curentului electric direct prin material Din ceasta categorie fac parte cuptoarele cu

arc electric pentru elaborarea oţelului cu rezistenţă electrică pentru tratamente termice de

inducţie pentru călire şi cu icircncălzire mixtă pentru obţinerea carburii de calciu (carbid)

După forma camerei de lucru Spaţiul de lucru este locul icircn care se aşează materialul

care trebuie tratat termic icircmpreună cu adaosurile necesare (de exemplu fondanţi) după forma

spaţiului de lucru se deosebesc

bullcuptoare verticale la care spaţiul de lucru este un put cu icircnălţimea de ce puţin o dată

şi jumătate mai mare decacirct diametrul (furnale cuptoare de varcubilouri)

bull cuptoare cu camere Spaţiul de lucru este o cameră cu pereţii permanenţi sau

temporari Materialul se aşează icircn cameră icircn strat icircnalt sub formă de racircnduri

bull cuptoare cu vatră la care spaţiul de lucru este prevăzut cu una sau mai multe vetre

pe care materialul se aşează icircntr-un strat subţire (cuptoare de icircncălzire pentru forjă cuptoare

de tratament termic)

bullcuptoare cilindrice rotative la care spaţiul de lucru al cuptorului este format dintr-un

tambur orizontal sau icircnclinat cu 5 10 grade -cuptoare tunel la care spaţiul de lucru este

format dintr-un canal orizontal de lungime mare icircn care materialul este transportat icircn

vagonete sau transportoare (cuptoare de icircncălzire pentru forjă)

bull cuptoare cu creuzete la care spaţiul de lucru este format dintr-o cameră icircn care se

aşează creuzetele icircn general materialul se obţine icircn creuzete icircn stare topită (cuptoare pentru

topirea metalelor neferoase)-cuptoare cu bazin la care spaţiul de lucru este format dintr-o

cameră prevăzută la partea inferioară cu un bazin icircn care produsul se obţine icircn stare topită

16

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

2 Elementele constructive ale cuptorului de inducţie cu creuzet

Principalele elemente constructive ale acestei instalaţii sunt carcasa inductorul

creuzetul conductele de alimentare (reţeaua scurtă) şi mecanismul de basculareCarcasa are rolul de a asigura rezistenţa mecanică a cuptorului şi de a permite

fixarea rigidă a creuzetului şi inductorului La cuptoarele neecranate (fără circuit

magnetic exterior) carcasa se confecţionează din materiale nemetalice (azbociment

lemn) sau metalice Carcasele metalice se secţionează pe verticală pe icircntreaga lor

lungime (2 3 secţionări) icircn zonele respective intercalacircnd u-se garnituri electroizolante fixate

cu şuruburi metalice şi bucşe izolante La cuptoarele ecranate carcasele se confecţionează

din oţel carbon obişnuit şi nu se secţioneazăCircuitele magnetice exterioare constau din pachete de tole de transformator fixate

rigid şi dispuse radial pentru a avea o răcire bună Grosimea tolelor este de 05 mm Ia

cuptoarele de frecvenţă industrială şi de 035 mm Ia cele de frecvenţă ridicată Pierderile

electrice icircn circuitul magnetic sunt de 04 05 din puterea activă totală a cuptorului iar

cantitatea de tablă silicioasă necesară este de circa 600700 kg pe tona de metal topit

Capacul cuptorului are rolul de a micşora pierderile de căldură prin radiaţie si se

confecţionează din unul sau mai multe straturi icircn funcţie de temperatura de golire a

metalului Se recomandă pentru toate cuptoarele dar mai ales la cele de mare capacitate

Deplasarea capacului se realizează cu mecanisme acţionate manual electric sau hidraulic

Inductorul reprezintă partea cea mai importantă a cuptorului şi se confecţionează sub

forma unei bobine cilindrice icircntr-un strat de preferinţă din ţeava profilată prin care circulă

apa de răcire Mărirea numărului de spire şi realizarea inductorului icircn mai multe straturi ar

permite reducerea curentului (eventual renunţarea la răcirea cu apă a acestuia) dar la aceleaşi

pierderi icircn cupru apar o serie de inconveniente cum ar fi icircnrăutăţirea cedării căldurii şi

majorarea fluxului de dispersie complicarea izolaţiei conductoarelor majorarea tensiunii Ia

bornele inductorului Referitor la răcirea cu aer a inductorului aceasta ar necesita un

interstiţiu suplimentar icircntre creuzet şi inductor lucru ce atrage după sine o icircnrăutăţire a

funcţionării cuptorului (randamentul electric şi factorul de putere scad mult)

Confecţionarea inductorului sub formă solenoidală din ţeava asigură o bună răcire a

acestuia Astfel la o temperatură a apei de răcire de +25 degC temperatura inductorului nu

depăşeşte +50 degC Apa de răcire trebuie să aibă icircnjur de +3545 degC icircn caz contrar

temperatura inductorului scade sub cea a mediului ambiant Dacă apa de răcire este prea

17

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

rece apare condens pe inductor ce periclitează izolaţia acestuia Orientativ la o viteză a apei

de răcire de 1 15ms densitatea de curent este de circa 20 Amm

Micşorarea pierderilor icircn cuprul inductorului nu este posibilă prin mărirea secţiuniitransversale a ţevii datorită efectului pelicuiar Grosimea peretelui ţevii orientată spre creuzet

trebuie să fie de ce puţin 13 ori mai mare decacirct adacircncimea de pătrundere a cacircmpului

electromagnetic icircn materialul ţevii La frecvenţe industriale adacircncimea de pătrundere fiind de

circa 10 mm inductorul se realizează din bară de cupru plină Pe faţa inductorului opusă

creuzetului se sudează o ţeava de cupru prin care va circula apa de răcire Izolarea spirelor se

face prin spaţii de aer de 12 cm sau prin straturi de micanită sticlostratitex cu grosimi de

minim 15 mmUnele inductoare au prize ce permit utilizarea raţională a puterii sursei icircn condiţiile

modificării impedanţei cuptorului icircn decursul elaborării şarjei sau ca urmare a uzurii

căptuşelii sau a trecerii de la o marcă de metal la alta

Căptuşeala creuzetului se confecţionează din material refractar granulat după ce

inductorul a fost montat Materialul refractar se icircndeasă prin batere (stampare) icircn spaţiul

dintre carcasa interioară (din carton de azbest sau micanită) a inductorului şi un şablon din

tablă de oţel ce se va topi la prima şarjă

Compoziţia materialului refractar se adoptă avacircnd icircn vedere

bull căderea mare de temperatură dintre metalul topit (circa 1600 degC la oţel) şi

inductorul răcit cu apa ce trebuie preluată de o grosime de numai 10 13 cm a

peretelui creuzetului (cu cacirct acest perete este mai subţire performanţele

electrice ale cuptorului sunt mai ridicate)

bull solicitarea mecanică a căptuşelii datorită presiunii hidrostatice a topiturii si

eforturilor electrodinamice din baia de metal topit

bull acţiunea chimică a diferitelor componente ale icircncărcăturii (de exemplu

manganul acţionează asupra căptuşelii acide formacircnd silicaţi ce impurifică

metalul iar siliciul distruge căptuşelile bazice)

Mecanismul de basculare poate fi cu acţionare hidraulică prin cabluri cu şurub sau

alte sisteme Rotirea cuptorului se poate face icircn jurul unei axe ce trece prin centrul său de

greutate (consum minim de energie) sau icircn jurul unei axe ce trece pe sub jgheabul de golire

Ultima variantă are avantajul că elimină manevrele cu oala de turnare care are o poziţie fixă

iar vacircna de metal fiind scurtă rezultă pierderi reduse de material prin oxidare

18

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Bascularea cuptorului se poate face şi cu ajutorul unui plan cu monoşina care deserveşte mai

multe cuptoare icircn acelaşi timp este folosit şi la icircncărcarea acestora

Cuptoarele de mare capacitate sunt acţionate hidraulic inclusiv deschidereacapacelor Dezavantajul rezidă icircn necesitatea unor spaţii mari sub cuptor pentru instalarea

cilindrilor hidraulici şi existenţa instalaţiilor de ulei sub presiune care scumpesc

echipamentul cuptorului Conductele de alimentare ale cuptorului trebuie să permită

icircnclinarea acestuia şi din punct de vedere constructiv deosebim două variante şi anume

bull reţea scurtă cu legături rigide ce utilizează contacte tip separator care se

deschid icircn momentul icircnclinării cuptorului Sistemul nu permite alimentarea

cuptorului icircn poziţie icircnclinată dar are lungime redusă şi deci pierderi mici prinefect Joule-Lentz Ca dezavantaj principal menţionăm icircntreţinerea periodică a

contactelor Densitatea de curent admisibilă a contactelor răcite cu apă este de

20- 30 Amm

bull reţea scurtă cu legături flexibile sistem frecvent utilizat care icircnlătură

dezavantajele variantei anterioare Ca inconveniente se menţionează lungimea

mare a cablurilor flexibile (cacircţiva metri) şi pierderile de putere pe

conductoarele acestora ultimele ajungacircnd pacircnă la 5 din puterea activă a

cuptorului Cablurile sunt răcite cu apă (circulă icircn interiorul unui furtun de

cauciuc icircn care este introdusă funia de cupru) şi admit o densitate de curent de

56 Amm2

3 Tehnologii de realizare a inductorului şi creuzetului

aConfecţionarea inductorului Inductorul nu are numai un rol electric acela de a crea cacircmpul magnetic din cuptor ci

si un rol mecanic de a consolida creuzetul şi de a mării rigiditatea acestuia Din acest motiv

construcţia inductorului este foarte importantă iar consolidarea spirelor sale trebuie făcută

corect avacircnd icircn vedere şi forţele electrodinamice care tind să expandeze spirele spre

exterior

Metodele de consolidare a inductorului depind de forma spirelor acestuia care pot fi

de tip elicoidal sau plan

19

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

La inductoarele cu spire plane trecerea de la o spiră Ia alta se face cu ajutorul unei

porţiuni icircnclinate a cărei lungime variază invers proporţional cu grosimea peretelui ţevii De

cele mai multe ori icircnaintea icircnfăşurării ţeava se umple cu nisipIcircnfăşurarea se face cu ajutorul unor tambun care se pot monta direct pe un strung

normal dacă diametrul inductorului nu este prea mare icircn cazul inductoarelor cu diametre de

052 m se folosesc utilaje specializate la care ţeava de inductor este trasă prin două perechi

de role (verticale şi orizontale) ce se deplasează de-a lungul tamburului pe măsură ce se

icircnfăşoară bobina Prin utilizarea unor role profilate concomitent cu icircnfăşurarea se poate

obţine şi modificarea formei secţiunii spirei (de la secţiune circulară la una rectangulară de

exemplu)Pentru obţinerea inductoarelor cu spire plane se utilizează un tambur prevăzut cu

pieptene ce constă dintr-o placă curbată pe care sunt sudate aripioare de oţel icircnclinate

corespunzător şi distanţate icircn funcţie de diametru ţevii Pieptenele se fixează de aşa

manieră icircncacirct după terminarea icircnfăşurării să se poată trage icircnăuntrul tamburului pentru a

permite scoaterea bobinei icircnclinarea ţevii icircn dreptul pieptenelui se face după icircncălzirea

porţiunii respective de spiră cu ajutorul unui arzător cu gaz

Pentru a evita deformarea profilului la icircnfăşurarea pe tambur trebuie respectate

anumite rapoarte icircntre dimetrul tamburului şi dimetrul exterior al ţevii icircn funcţie de grosimea

peretelui acesteia

Fixarea inductoarelor cu spire plane poate fi făcută prin presarea spirelor izolate icircntre

două plăci frontale confecţionate din materiale izolante cu ajutorul unor bride izolante

Stracircngerea plăcilor se face cu ajutorul unor scoabe din materiale nemagnetice introduse icircn

tăieturile practicate icircn bride şi apoi scoase prin orificiile plăcilor frontale şi fixate cu piuliţe

Fixarea inductorului de carcasa cuptorului se face cu ajutorul unor bolţuri ce trec prin

peretele carcasei şi presează lateral bridele Această construcţie asigură o rigiditate suficientă

creuzetului icircn timpul icircnclinării cuptorului Consolidarea inductoarelor cu spire icircnclinate

poate fi obţinută prin fixarea individuală a fiecărei spire de bridele verticale izolante prin

intermediul unor buloane de alamă lipite de spire Bridele se fixează de corpul cuptorului cu

ajutorul unor tiranţi a căror icircntindere se realizează prin piuliţe cu filet stacircnga - dreapta

4 Confecţionarea căptuşelii cuptoarelor de inducţie cu creuzet

20

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Căptuşeala refractară a cuptoarelor de inducţie cu creuzet se compune din elemente

constructive principale legate de creuzet printr-un strat de material refractar sub formă de

tencuialăBaza constituie suportul pe care se aşează creuzetul şi inductorul şi se zideşte direct

pe carcasa cuptorului La cuptoarele mici (50 100 kg icircncărcătura) baza se confecţionează

din blocuri fasonate fixate d 6 C3TC3SS CU bride şi buloane nemagnetice La unele

cuptoare se face din beton refractar sau azbociment sticlostratitext dar acestea au o durată

de viaţă scăzută

Cea mai utilizată este baza de cărămizi normale de şamotă zidite cu mortar obţinut

din 75 şamotă măcinată şi 25 argilă umedă Dacă este cazul (temperaturi ridicate aleşarjei) baza se realizează din mai multe straturi refractare şi termoizolante

Coroana refractară se confecţionează din blocuri de şamotă fasonate sau din cărămizi

normal de şamotă In coroană se fixează jgheabul de golire ce are rolul de a orienta şuvoiul

de metal topit atunci cacircnd se goleşte cuptorul

Jgheabul poate fi dintr-un singur bloc de şamotă (la cuptoarele mici) sau din mai

multe cărămizi de şamotă fasonate (la cuptoarele mari)

Creuzetul este partea cea mai solicitată a căptuşelii fund expus la gradiente de

temperatură de ordinul a 200degCcm şi la presiuni hidrostatice exercitate de metalul topit de

48 Ncm sau chiar mai mult De aceea alegerea corectă a formei şi dimensiunilor

creuzetului ca şi a materialelor refractare utilizate este de cea mai mare importanţă pentru

fiabilitatea şi siguranţă icircn funcţionarea cuptorului

Din punct de vedere electric grosimea peretelui creuzetului trebuie să fie minimă

pentru a avea un cuplaj cacirct mai bun icircntre inductor şi şarjă deci randament electric cacirct mai

ridicat Sub aspect mecanic şi termic grosimea peretelui creuzetului este bine să fie cacirct mai

mare pentru a avea pierderi de căldură mici(randament termic ridicat) şi solicitări mecanice

reduse

Grosimea optimă a peretelui creuzetului care a dat rezultate satisfăcătoare icircn practică

este de 1030 din diametrul creuzetului valori mai mari fiind recomandate pentru

cuptoarele mai mici Din considerente mecanice grosimea peretelui nu este constantă pe

toată icircnălţimea sa ci este mai mare la baza creuzetului astfel icircncacirct forma acestuia este

tronconică cu o icircnclinare de 24 De asemenea se folosesc şi creuzete cilindrotronconice

la care partea inferioară este sub formă de trunchi de con (cu icircnclinare de 24 pe o

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

icircnălţime de 13 14 din icircnălţimea creuzetului) icircntrucacirct aici corodarea cauzată de agitaţia

topiturii este maximă

Materiale refractare utilizate la confecţionarea creuzetului trebuie să suportetemperaturi pacircnă la 1650degC (topirea oţelului) să aibă coeficient de dilataţie cacirct mai mic (se

evită fisurarea creuzetului datorită variaţiilor de temperatură pe grosimea peretelui) şi să

reziste la acţiunea chimică a zgurei In general se utilizează amestecuri de materiale

refractare după reţete care au condus la durabilităţi ridicate ale creuzetului De menţionat ca

aceste reţete sunt dependente de metalul sau aliajul de topit

22

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL III

DIMENSIONAREA CUPTORULUI

1 DIMENSIONAREA CREUZETULUIDupă alegerea materialului refractar al creuzetului se stabilesc dimensiunile d2

(diametrul mediu) şi h2 (icircnălţimea maximă a icircncărcăturii ndash de siguranţă)

Materialul refractar Grafit

Volumul util 2

22

4

hd m

v sdotsdot

==π

ρ

unde ρrsquo este densitatea la temperatura mediului ambiant 200C

722 _ =topit met ρ kgdm3

Coeficientul de zvelteţe al băii

Acest coeficient ese impus pentru a obţine un randament electric şi termic cacirct mai mare şi se

alege din intervalul

==2

22 h

d c 05 1 =gt c2=06

Rezultă diametrul mediu al acestui cuptor cu creuzet este

23

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mdmmc

d 656056660828372

10006044333

2 ===sdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

=π ρ π

Diametrul mediu al cuptorului este

d 2= 0656 m

Cu ajutorul coeficientului de zvelteţe ales ( c=06 ) vom determina icircnălţimea creuzetului

mh

c

d h 11

60

65602

22 =rArr==

Icircnălţimea icircncărcăturii este

h2=11 m

Icircnălţimea creuzetului se adoptă cu circa 20 ndash 30 mai mare decacirct h2 pentru a ţine cont de

agitaţia băii şi de adăugarea bucăţilor solide de metal

Icircnălţimea creuzetului este21 251 hh sdot= deci

h1= 137m

Grosimea peretelui creuzetului este ac şi se adoptă pe baza relaţiei

020025012

==d ac

Vom adopta ac=013m deci

ac=013 m

Grosimea stratului izolator ndash diatomită ndash icircn general se ia valori de 1 ndash 10 cm

24

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Voi alege grosimea de 001 m deci

ai =001 m

2 RANDAMENTUL TERMIC AL CUPTORULUI

maad d ic 9260010130265602221 =+sdot+=sdot+sdot+=

- material refractar- diatomina

bull densitate ρ=700kgm3

bull conduciv termică λ=(016+031∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=900 oC

Pierderile laterale prin stratul de grafit şi diatomită

Pierderile laterale se calculează pentru primul strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

- pentru că se calculează aproximacircnd cuptorul cu un cilindru unde

l = h2 + ac2=1093+012=1143 m

W C

l

r

r

Ro

0002496070)1015010163(14312

2980

3980ln

2

ln

3

1

2

=sdotsdotminussdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

= minusπ λ π λ

25

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Deci rezistenţa termică a grafitului este

R λ =249607∙10-4 oCW

Pierderile laterale se calculează pentru al doilea strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

Temperatura la suprafaţa interioară a stratului termoizolant se consideră Θ=150 oC

W C

S

a R

oc 05271730

)15010310160(5934

0503

2

=sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

( ) 593441 222 =sdotsdotΘsdot= hS π m2

R λ =00527173 oCW

Rezistenţa totală este

052966900527173010496072 4

21 =+sdot=+= minusλ λ R R Rtot

oCW

Pierderile laterale

82921132705296690

150700 =minus=ΘminusΘ=Φtot

ambiant golirelateral R

W

Pierderile laterale

Φlaterale= 113278292 W

26

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Transferul de căldură prin porţiunea inferioară

W C S

a R o8386560)2010310160(7174390

10 3inf

inf =sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

71743904

9560

4

22

23 =

sdot=

Θsdot=

π π S m2

440328708386560

20700inf

inf =minus=ΘminusΘ=Φλ R

ambiant golire W

Pierderile prin partea inferioară a cuptorului

Φinf = 87044032W

Transferul de căldură prin capac

Vom considera capacul acestui cuptor din fibre ceramice care are următoarele proprietăţi

fizice

bull densitate ρ=50 kgm3

bullconducivitate termică λ=(01+04∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=1300 oC

cu grosimea de g=6 cm

Rezistenţa termică a capacului

144191007174390)1200104010(

0603 =sdotsdotsdot+=sdot= minus

capaccapac S

g R λ

oCW

27

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Fluxul termic prin capac este date de

02438492414419100

40700=

minus=

ΘminusΘ=Φ

capac

ambiant golirecapac R

W

Pierderile prin capacul cuptorului

Φcapac= 492402438 W

Deci pierderile totale rezulta icircnsumacircnd aceste trei pierderi adică

capacerior lateral TOTAL Φ+Φ+Φ=Φ inf

Adică

2939041712202438492444032870829211327inf =++=Φ+Φ+Φ=Φ capacerior lateral TOTAL W

23351

3501000

=sdot

=sdotsdot

=sdot

=t

iV

t

im P u

ρ kW

81911217233

233=

+=

+=

t u

ut p P

P η

Puterea transformată icircn căldură icircn şarjă la randament 891=t η

26091051

35010002 =

sdotsdot

=sdotsdot

=t topiret

im P

η kW

28

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 4: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull icircn comparaţie cu cuptoarele de inducţie cu canal cele cu creuzet au construcţie mai

simplă solicitări termice şi mecanice mai reduse cuptorul cu creuzet poate fi golit

complet după fiecare sarjă

DEZAVANTAJE

bull antrenarea zgurei icircn sarjă

bull solicitarea mecanică puternică a căptuşelii creuzetului datorită agitaţiei intense a băii

topite

bull Costul ridicat datorat surselor de alimentare (icircn general sunt generatoare dacă nu se

lucrează cu frecvenţa industrială) şi a bateriilor de condensatoare necesare

Capacitatea actuală a cuptoarelor de frecvenţă industrială are valori icircntre 08 ndash 50 t puterea

ajunge la 20 ndash 25 MW consumul specific de energie electrică fiind 520 ndash 700 kWht

3 C3 CONSTRUCŢIAONSTRUCŢIA SISI FUNCŢIONAREAFUNCŢIONAREA CUPTOARELOR CUPTOARELOR CUCU CREUZETCREUZET

Elementele constructive principale ale cuptoarelor cu creuzet suntbull creuzetul

bull inductorul

bull ecranul magnetic

bull reţeaua scurtă ndash compusă din cabluri flexibile şi barele sursei de alimentare

bull mecanismul de răsturnare

Creuzetul are căptuşeală acidă (cuarţită ndash 98 SiO2) bazică (magnezită) sau neutră

(şamotă grafit sau oţel refractar) Forma creuzetului este cilindrică icircn partea inferioară (13icircnălţime) are o formă tronconică deoarece icircn această zonă eroziunea provocată de agitaţia băii

este cea mai puternică Baza creuzetului se sprijină pe un suport de cărămizi refractare şi

termoizolante

Icircntre creuzet şi inductor se prevede un cilindru din material termoizolant cu grosimea de

3 20 cm Creuzetul se confecţionează prin stamparea (bătătorirea) compoziţiei refractare

uscate (praf refractar amestecat cu acid boric) introduse icircntre suport cilindrul de material

termoizolant şi un şablon cilindric de oţel (4 ndash 8 mm grosime) ndash sinterizarea compoziţieirefractare se realizează prin icircncălzirea lentă cu gaz sau inducţie

8

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Starea căptuşelii creuzetului trebuie controlată permanent (după fiecare şarjă) icircn scopul

prevenirii fisurării acestuia şi pătrunderii metalului topit icircn inductor ceea ce ar provoca o

explozie Uzura căptuşelii este sesizabilă prin creşterea factorului de putere al cuptorului (cucirca 10 ndash 30 faţă de valoarea corespunzătoare fazei topite a şarjei) ceea ce se observă printr-

un număr scăzut de trepte a bateriei de condensatoare necesare compensării factorului de putere

la cosφ = 092

Creuzetul este acoperit cu un capac icircn special la cuptoarele cu frecvenţa industrială la

care agitaţia băii este mai intensă dar şi icircn scopul reducerii pierderilor termice Cuptoarele cu

medie frecvenţă nu au capac simplificacircndu-se icircn acest mod construcţia şi exploatarea lor

Inductorul are forma unei bobine cilindrice icircntr-un singur strat de preferinţă din ţevi decupru prin care circulă apă de răcire sub presiune Spirele inductorului pot fi neizolate (fixate

cu distanţoare) icircn aer sau turnate icircn azbociment izolate cu micanită Ţinicircnd cont de forţele

electrodinamice spirele inductorului sunt presate icircntre două plăci frontale din material izolant

stacircnse cu tiranţi

Ecranul magnetic format din pachete de tole de transformator dispuse radial icircn jurul

inductorului este consolidat icircmpreună cu creuzetul şi inductorul cu ajutorul unui cadruconfecţionat din OLC obişnuit Ecranul magnetic este necesar pentru a icircnpiedica icircncălzirea

elementelor constructive metalice ale cuptorului aflate icircn cacircmpul magnetic al inductorului

Cablurile flexibile care formează reţeaua scurtă sunt răcite cu apă cu diametrul exterior

de 65 83 195 mm

Mecanismul de răsturnare a cuptorului icircn vederea golirii este ori electromecanic ori

hidraulic ca şi sistemul de rotire al capacului creuzetului

Icircn funcţie de necesităţile tehnologice cuptoarele cu creuzet pot fi utilizate icircnurmătoarele regimuri de funcţionare

9

1- inductor 2- metal topit Al3- creuzet refractar 4- cilindru azbest5- ecrane feromagnetice

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull regim intermitent ndash la care cuptorul se goleşte complet după fiecare şarjă iar pornirea se

face la icircncărcătură solidă

bull regim continuu ndash la care icircn permanenţă se află icircn cuptor o cantitate de metal topitbull regimul duplex ndash cu un alt cuptor electric

Observaţie ndash la funcţionarea continuă a cuptorului din cuptor se goleşte numai

materialul necesar la turnarea imediată icircn locul lui fiind introduse bucăţi solide de metal

Deoarece funcţionarea cu creuzetul parţial umplut cu metal topit acuză o scădere a puterii active

faţă de valoarea ei nominală se recomandă ca golirea să nu depăşească 23 din capacitatea

nominală

4 Schema principală a unui cuptor cu creuzet cu dimensiunile principale

unde

a b ndash se referă la inductor

ac ndash se referă la grosimea medie a materialului refractar

ai ndash se referă la grosimea izolaţieih1 ndash este icircnălţimea cuptorului cu creuzet

10

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

h2 ndash este icircnălţimea icircncărcăturii care este mai mic cu aproximativ 30 din motive de securitate

5 C5 CUPRULUPRUL

Cuprul (numit i aramă) este un element din tabelul periodic avacircnd simbolul Cu iș ș

numărul atomic 29

Cuprul este un metal de culoare ro cată foarte bun conducător de electricitate i căldurăș ș

Cuprul a fost folosit de oameni din cele mai vechi timpuri arheologii descoperind obiecte din

acest metal datacircnd din 8700 icircHr A fost unul din primele metale folosite deoarece cantită iț

mici din el apar icircn unele locuri icircn stare liberă Principalele minereuri ale cuprului sunt

calcozina (sulfura de cupru) calcopirita sau criscolul (ferosulfura de cupru) cupritul (oxidulcupros) i malachitul i azuritul (ambele forme ale carbonatului basic de cupru) Metoda folosităș ș

pentru extrac ia de cupru depinde natura minereului Dacă cuprul se găse te icircn stare liberă elț ș

poate fi separat prin sfăracircmarea minereului icircn bucă i mici i amestecarea sa cu apa Cuprulț ș

fiind relativ greu se depune pe fund Cuprul care are o puritate de peste 99 este folosit la

fabricarea conductelor de gaz i apa a materialelor pentru acoperi uri a ustensilelor i a unor ș ș ș

obiecte ornamentale Deoarece cuprul este un bun conducător de căldură se utilizează la boilere

i alte dispozitive ce implică transferul de căldură sau folie de cupru (simplu strat) sau douăș

(dublu strat) se folose te ca PCB Originea numelui din cuvacircntul latinesc cyprium (dupa insulaș

Cipru)

Icircn stare solidă de metal cuprul are culoare ro ie-portocalie aceasta fiind principalaș

proprietate după care se deosebe te de alteș elemente De obicei majoritatea compu ilor ș

anorganici dar i organici ai cuprului au oș culoare albastră de i unii pot fi iș ș verzui sau vernil

Sistemul de cristalizare al cuprului este cubic cu fe e centrate lipsind prezen aț ț

polimorfismului Una dintre dezavantajele cuprului este fenomenul de coclire (icircnverzire) ce

poate fi observat adesea pe vasele vechi sau pe monedele (la moneda romacircnească de 5 bani)

Icircmpreună cu osmiul (albastru) iș aurul (galben-auriu) cuprul este unul dintre cele trei metale

elementare care are altă culoare naturală icircn afară de gri sau argintiu Cuprul pur este portocaliu-

ro u i dobacircnde te o pată ro iatică icircn momentul expunerii laș ș ș ș aer urmacircnd să se icircnverzească mai

tacircrziu

Duritatea cuprului este relativ mică (3 pe scara Mohs) dar este destul de rezistent la

rupere i foarte ductil (poate fi tras icircn fire) putacircnd fi modelat la presiuni mariș

Conductibilitatea calorică este asemănătoare cu a argintului (1 fa ă de 093 aț argintului) i multș

11

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mai mare decacirct a altor metale uzuale Tocmai datorită acestei proprietă i cuprul se utilizează icircnț

conducte pentru transmiterea căldurii Icircnsă conductibilitatea scade cacircnd cuprul este impur icircn

momentul icircn care con ine 01ț impurită i deț elemente ca fosfor arsen siliciu sau fier valoarea conductibilită ii poate scădea chiar cu 20 De aceea icircnț electrotehnică se utilizează

numai cupru pur electrolitic

Densitatea curentă maximă a cuprului icircn aer deschis este de aproximativ 31times106 Am2

Ca toate metalele dacă cuprul este placat cu alt metal icircncepe un proces de coroziune galvanică

Atacirct cuprul cacirct i aliajele sale au o maleabilitate foarte ridicată (pot fi trase icircn foiș

sub iri) fiind i foarte u or de prelucrat Totodată ductilitatea cuprului este extraordinar deț ș ș

favorabilă astfel putacircndu-se ob ine fire foarte sub iri de cupru numiteț ț li eț (se foloseau icircntrecut la siguran ele fuzibile) Cuprul este un metal foarte moale cu o duritate de 3 pe scaraț

Mohs ( i 50 pe scara Vickers) puterea sa de trac iune situacircndu-se la 210ș ț MPa

Cuprul este singurul metal ce are culoarea arămie Foarte interesante sunt proprietă ileț

acestuia de a forma compu i de culoarea verde (carbonat clorură etc) neagră (oxid) sauș

albastră (sulfat i hidroxid)ș

Numărul atomic al cuprului este 29 iar simbolul chimic este Cu Masa atomică relativă

este 63546 Valen aț cuprului este icircn principal 1 sau 2 (cuprul formează o varietate rară decompu i i săruri cu starea de oxidare +1 i +2 care sunt de obicei numite săruriș ș ș cuproase sau

cuprice) de i mai rar poate fi chiar i 3 Acesta nu reac ionează cuș ș ț apa dar reac ionează icircncetț

cu aerul atmosferic icircn urma acestei reac ii pe suprafa a cuprului se formează un strat de cupruț ț

oxidat verde Icircn contrast cu oxidarea fierului la aer umed acest strat de oxid se opre te dinș

coroziune un strat de cocleală verde (carbonat de cupru) pot fi observate pe construc iile vechiț

din cupru cum ar fi Statuia Libertă iiț cea mai mare statuie din cupru din lume Majoritatea

sărurilor de cupru sunt higroscopice

12

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Raza atomică calculată are valoarea de 135 (145) picometri (pm) raza covalentă 138 picometri

(pm) iar raza van der Waals Cuprul prezintă conductivitate magnetică

Cuprul are 29 de izotopi doi dintre ace tiaș63

Cu iș65

Cu sunt stabili iar izotopul63

Cureprezintă 69 din totalitatea cuprului natural Ceilal i 27 deț izotopi sunt instabili (radioactivi)

cel mai stabil dintre cei radioactivi este 67Cu cu timpul de icircnjumătă ireț de 6183 de ore apteȘ

al i izotopi au fost caracteriza i Dintre izotopii radioactivi remarcămț ț63Cu care emite radia iiț

beta pozitive avacircnd ca rezultat izotopi de nichel icircn timp ce izotopul 65Cu cu emisii radioactive

beta negative are ca rezultat izotopi de zinc

Majoritatea cuprului scos din mină este sub formă de compu i cum ar fi sulfa i sauș ț

sulfuri Exemple de astfel de mine includ minele de la Chuquicamata din Chile BinghamCanyon Mine din Utah Statele Unite ale Americii iș El Chino Mine din New Mexico Statele

Unite ale Americii Icircn conformitate cu studiile efectuate de geologii britanici icircn 2005 Chile a

fost cel mai mare producător de cupru urmat pe locul doi de Statele Unite ale Americii

Indonezia iș Peru

Industria auto este unul dintre cei mai mari consumatori de cupru

13

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL IICUPTOARELE INDUSTRIALE

1 Clasificarea cuptoarelor industriale

In industrie există o mare varietate de cuptoare industriale cu diferite destinaţii Datorităacestei mari diversităţi se va realiza o clasificare pe baza unor caracteristici generale ale

cuptoarelor

După destinaţia tehnologică se deosebesc

bull cuptoare metalurgice (furnale pentru producerea fontei de minereu cuptoare pentru

producerea oţelului cuptoare pentru laminare)

bull cuptoare pentru industria constructoare de maşini (pentru tratamente termice pentru

forjare)

bull cuptoare pentru obţinerea cimentului

bull cuptoare pentru arderea materialelor ceramice

Icircn funcţie de procesele care au loc icircn cuptoare se deosebesc

bull cuptoare de topire şi de ardere icircn care icircncărcătura care se prelucrează se

bull icircncălzeşte pacircnă la topire (furnale cuptoare electrice cuptoare de creuzete de topit

sticla)

bull cuptoare de icircncălzire la care materialul supus prelucrării se icircncălzeşte sub temperaturade topire (recoacere călire)

bull cuptoare de uscare (uscătoare)

Datorită specificului lor cuptoarele de uscare constituie o grupa specială denumită

uscătoare

După regimul termic se deosebesc următoarele tipuri de cuptoare

bull cu regim de temperatură şi cu regim termic constante icircn timp (cuptoare cu bazin pentru

topirea sticlei cuptoare tunel cu funcţionare continuă)

14

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull cu regim de temperatură constant şi cu regim termic variabil (cuptoare cu funcţionare

continuă şi icircncărcare intermitentă)

bull cu regim de temperatură variabil şi cu regim termic constant (cuptoare circulare de tipHoffman)

bull cu regim de temperatură şi cu regim termic variabile icircn timp (cuptoare cu funcţionare

intermitentă)

După sursa de căldură se deosebesc cuploarele

bull cu combustibil solid (icircn strat sau pulverizat)

bull cu combustibil lichid

bull cu combustibil gazos

bull cu mai mulţi combustibili (lichid şi gazos sau solid şi gazos)

bull la care combustibilul face parte din icircncărcătură (de exemplu convertizoare cuptoare pentru

ars minereuri cu conţinut de sulf)

bull electrice

După modul de transmisie al căldurii

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului supus prelucrării datorită arderii

combustibilului solid care se amestecă cu materialul Căldura se transmite materialului de la

combustibilul incandescent (prin radiaţie şi conducţie termică) şi de la gazele de ardere (prin

radiaţie şi convecţie) Din această categorie fac parte majoritatea cuptoarelor verticale

(furnale cubilouri cuptoare de ars var)

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului supus prelucrării de la gazele de ardere

Acestea se mai numesc cuptoare cu flacără Transmisia căldurii la material se face icircn

principal prin radiaţie de la flacără de la pereţi si de la bolta cuptorului şi prin convecţie de

la gazele de ardere Din această grupă fac parte majoritatea cuptoarelor ca de exemplucuptoarele Martin cuptoarele de forjă cuptoarele pentru tratamente termice cuptoarele tunel

şi circulare

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului prin pereţii camerelor sau ai vasului icircn care

se află materialul Transmiterea căldurii către material se face mai ales prin radiaţie de la

pereţii camerelor sau vaselor prin conducţie dacă materialul vine icircn contact cu pereţii

vasului şi prin convecţie de Ia gazele aflate icircn cameră Din această categorie fac parte

cuptoarele cu muilă şi cele cu retortă)

15

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull cuptoare icircn care căldura se degajă icircn materialul supus prelucrării datorită reacţiilor exoterme

In aceste cuptoare particulele de material care intră icircn reacţie (a căror temperatură creşte)

transmit căldura particulelor alăturate prin radiaţie şi conducţie In cazul existenţei gazelor de ardere căldura se transmite prin radiaţie şi convecţie de Ia gaze la material In cazul icircn

care căldura degajară nu este suficientă se introduce o cantitate suplimentară de căldură

produsă prin arderea combustibilului Din această categorie fac parte cuptoarele pentru

arderea minereurilor care conţin sulfuri

bull cuptoare electrice icircn care căldura se transmite materialului prin radiaţie de la un arc electric

sau de la o rezistentă prin conducţie de la rezistenţă prin convecţie şi radiaţie de la gazele

icircncălzite de rezistenţă prin radiaţie şi conducţie de la pereţii icircncălziţi de o rezistenţă şi printrecerea curentului electric direct prin material Din ceasta categorie fac parte cuptoarele cu

arc electric pentru elaborarea oţelului cu rezistenţă electrică pentru tratamente termice de

inducţie pentru călire şi cu icircncălzire mixtă pentru obţinerea carburii de calciu (carbid)

După forma camerei de lucru Spaţiul de lucru este locul icircn care se aşează materialul

care trebuie tratat termic icircmpreună cu adaosurile necesare (de exemplu fondanţi) după forma

spaţiului de lucru se deosebesc

bullcuptoare verticale la care spaţiul de lucru este un put cu icircnălţimea de ce puţin o dată

şi jumătate mai mare decacirct diametrul (furnale cuptoare de varcubilouri)

bull cuptoare cu camere Spaţiul de lucru este o cameră cu pereţii permanenţi sau

temporari Materialul se aşează icircn cameră icircn strat icircnalt sub formă de racircnduri

bull cuptoare cu vatră la care spaţiul de lucru este prevăzut cu una sau mai multe vetre

pe care materialul se aşează icircntr-un strat subţire (cuptoare de icircncălzire pentru forjă cuptoare

de tratament termic)

bullcuptoare cilindrice rotative la care spaţiul de lucru al cuptorului este format dintr-un

tambur orizontal sau icircnclinat cu 5 10 grade -cuptoare tunel la care spaţiul de lucru este

format dintr-un canal orizontal de lungime mare icircn care materialul este transportat icircn

vagonete sau transportoare (cuptoare de icircncălzire pentru forjă)

bull cuptoare cu creuzete la care spaţiul de lucru este format dintr-o cameră icircn care se

aşează creuzetele icircn general materialul se obţine icircn creuzete icircn stare topită (cuptoare pentru

topirea metalelor neferoase)-cuptoare cu bazin la care spaţiul de lucru este format dintr-o

cameră prevăzută la partea inferioară cu un bazin icircn care produsul se obţine icircn stare topită

16

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

2 Elementele constructive ale cuptorului de inducţie cu creuzet

Principalele elemente constructive ale acestei instalaţii sunt carcasa inductorul

creuzetul conductele de alimentare (reţeaua scurtă) şi mecanismul de basculareCarcasa are rolul de a asigura rezistenţa mecanică a cuptorului şi de a permite

fixarea rigidă a creuzetului şi inductorului La cuptoarele neecranate (fără circuit

magnetic exterior) carcasa se confecţionează din materiale nemetalice (azbociment

lemn) sau metalice Carcasele metalice se secţionează pe verticală pe icircntreaga lor

lungime (2 3 secţionări) icircn zonele respective intercalacircnd u-se garnituri electroizolante fixate

cu şuruburi metalice şi bucşe izolante La cuptoarele ecranate carcasele se confecţionează

din oţel carbon obişnuit şi nu se secţioneazăCircuitele magnetice exterioare constau din pachete de tole de transformator fixate

rigid şi dispuse radial pentru a avea o răcire bună Grosimea tolelor este de 05 mm Ia

cuptoarele de frecvenţă industrială şi de 035 mm Ia cele de frecvenţă ridicată Pierderile

electrice icircn circuitul magnetic sunt de 04 05 din puterea activă totală a cuptorului iar

cantitatea de tablă silicioasă necesară este de circa 600700 kg pe tona de metal topit

Capacul cuptorului are rolul de a micşora pierderile de căldură prin radiaţie si se

confecţionează din unul sau mai multe straturi icircn funcţie de temperatura de golire a

metalului Se recomandă pentru toate cuptoarele dar mai ales la cele de mare capacitate

Deplasarea capacului se realizează cu mecanisme acţionate manual electric sau hidraulic

Inductorul reprezintă partea cea mai importantă a cuptorului şi se confecţionează sub

forma unei bobine cilindrice icircntr-un strat de preferinţă din ţeava profilată prin care circulă

apa de răcire Mărirea numărului de spire şi realizarea inductorului icircn mai multe straturi ar

permite reducerea curentului (eventual renunţarea la răcirea cu apă a acestuia) dar la aceleaşi

pierderi icircn cupru apar o serie de inconveniente cum ar fi icircnrăutăţirea cedării căldurii şi

majorarea fluxului de dispersie complicarea izolaţiei conductoarelor majorarea tensiunii Ia

bornele inductorului Referitor la răcirea cu aer a inductorului aceasta ar necesita un

interstiţiu suplimentar icircntre creuzet şi inductor lucru ce atrage după sine o icircnrăutăţire a

funcţionării cuptorului (randamentul electric şi factorul de putere scad mult)

Confecţionarea inductorului sub formă solenoidală din ţeava asigură o bună răcire a

acestuia Astfel la o temperatură a apei de răcire de +25 degC temperatura inductorului nu

depăşeşte +50 degC Apa de răcire trebuie să aibă icircnjur de +3545 degC icircn caz contrar

temperatura inductorului scade sub cea a mediului ambiant Dacă apa de răcire este prea

17

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

rece apare condens pe inductor ce periclitează izolaţia acestuia Orientativ la o viteză a apei

de răcire de 1 15ms densitatea de curent este de circa 20 Amm

Micşorarea pierderilor icircn cuprul inductorului nu este posibilă prin mărirea secţiuniitransversale a ţevii datorită efectului pelicuiar Grosimea peretelui ţevii orientată spre creuzet

trebuie să fie de ce puţin 13 ori mai mare decacirct adacircncimea de pătrundere a cacircmpului

electromagnetic icircn materialul ţevii La frecvenţe industriale adacircncimea de pătrundere fiind de

circa 10 mm inductorul se realizează din bară de cupru plină Pe faţa inductorului opusă

creuzetului se sudează o ţeava de cupru prin care va circula apa de răcire Izolarea spirelor se

face prin spaţii de aer de 12 cm sau prin straturi de micanită sticlostratitex cu grosimi de

minim 15 mmUnele inductoare au prize ce permit utilizarea raţională a puterii sursei icircn condiţiile

modificării impedanţei cuptorului icircn decursul elaborării şarjei sau ca urmare a uzurii

căptuşelii sau a trecerii de la o marcă de metal la alta

Căptuşeala creuzetului se confecţionează din material refractar granulat după ce

inductorul a fost montat Materialul refractar se icircndeasă prin batere (stampare) icircn spaţiul

dintre carcasa interioară (din carton de azbest sau micanită) a inductorului şi un şablon din

tablă de oţel ce se va topi la prima şarjă

Compoziţia materialului refractar se adoptă avacircnd icircn vedere

bull căderea mare de temperatură dintre metalul topit (circa 1600 degC la oţel) şi

inductorul răcit cu apa ce trebuie preluată de o grosime de numai 10 13 cm a

peretelui creuzetului (cu cacirct acest perete este mai subţire performanţele

electrice ale cuptorului sunt mai ridicate)

bull solicitarea mecanică a căptuşelii datorită presiunii hidrostatice a topiturii si

eforturilor electrodinamice din baia de metal topit

bull acţiunea chimică a diferitelor componente ale icircncărcăturii (de exemplu

manganul acţionează asupra căptuşelii acide formacircnd silicaţi ce impurifică

metalul iar siliciul distruge căptuşelile bazice)

Mecanismul de basculare poate fi cu acţionare hidraulică prin cabluri cu şurub sau

alte sisteme Rotirea cuptorului se poate face icircn jurul unei axe ce trece prin centrul său de

greutate (consum minim de energie) sau icircn jurul unei axe ce trece pe sub jgheabul de golire

Ultima variantă are avantajul că elimină manevrele cu oala de turnare care are o poziţie fixă

iar vacircna de metal fiind scurtă rezultă pierderi reduse de material prin oxidare

18

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Bascularea cuptorului se poate face şi cu ajutorul unui plan cu monoşina care deserveşte mai

multe cuptoare icircn acelaşi timp este folosit şi la icircncărcarea acestora

Cuptoarele de mare capacitate sunt acţionate hidraulic inclusiv deschidereacapacelor Dezavantajul rezidă icircn necesitatea unor spaţii mari sub cuptor pentru instalarea

cilindrilor hidraulici şi existenţa instalaţiilor de ulei sub presiune care scumpesc

echipamentul cuptorului Conductele de alimentare ale cuptorului trebuie să permită

icircnclinarea acestuia şi din punct de vedere constructiv deosebim două variante şi anume

bull reţea scurtă cu legături rigide ce utilizează contacte tip separator care se

deschid icircn momentul icircnclinării cuptorului Sistemul nu permite alimentarea

cuptorului icircn poziţie icircnclinată dar are lungime redusă şi deci pierderi mici prinefect Joule-Lentz Ca dezavantaj principal menţionăm icircntreţinerea periodică a

contactelor Densitatea de curent admisibilă a contactelor răcite cu apă este de

20- 30 Amm

bull reţea scurtă cu legături flexibile sistem frecvent utilizat care icircnlătură

dezavantajele variantei anterioare Ca inconveniente se menţionează lungimea

mare a cablurilor flexibile (cacircţiva metri) şi pierderile de putere pe

conductoarele acestora ultimele ajungacircnd pacircnă la 5 din puterea activă a

cuptorului Cablurile sunt răcite cu apă (circulă icircn interiorul unui furtun de

cauciuc icircn care este introdusă funia de cupru) şi admit o densitate de curent de

56 Amm2

3 Tehnologii de realizare a inductorului şi creuzetului

aConfecţionarea inductorului Inductorul nu are numai un rol electric acela de a crea cacircmpul magnetic din cuptor ci

si un rol mecanic de a consolida creuzetul şi de a mării rigiditatea acestuia Din acest motiv

construcţia inductorului este foarte importantă iar consolidarea spirelor sale trebuie făcută

corect avacircnd icircn vedere şi forţele electrodinamice care tind să expandeze spirele spre

exterior

Metodele de consolidare a inductorului depind de forma spirelor acestuia care pot fi

de tip elicoidal sau plan

19

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

La inductoarele cu spire plane trecerea de la o spiră Ia alta se face cu ajutorul unei

porţiuni icircnclinate a cărei lungime variază invers proporţional cu grosimea peretelui ţevii De

cele mai multe ori icircnaintea icircnfăşurării ţeava se umple cu nisipIcircnfăşurarea se face cu ajutorul unor tambun care se pot monta direct pe un strung

normal dacă diametrul inductorului nu este prea mare icircn cazul inductoarelor cu diametre de

052 m se folosesc utilaje specializate la care ţeava de inductor este trasă prin două perechi

de role (verticale şi orizontale) ce se deplasează de-a lungul tamburului pe măsură ce se

icircnfăşoară bobina Prin utilizarea unor role profilate concomitent cu icircnfăşurarea se poate

obţine şi modificarea formei secţiunii spirei (de la secţiune circulară la una rectangulară de

exemplu)Pentru obţinerea inductoarelor cu spire plane se utilizează un tambur prevăzut cu

pieptene ce constă dintr-o placă curbată pe care sunt sudate aripioare de oţel icircnclinate

corespunzător şi distanţate icircn funcţie de diametru ţevii Pieptenele se fixează de aşa

manieră icircncacirct după terminarea icircnfăşurării să se poată trage icircnăuntrul tamburului pentru a

permite scoaterea bobinei icircnclinarea ţevii icircn dreptul pieptenelui se face după icircncălzirea

porţiunii respective de spiră cu ajutorul unui arzător cu gaz

Pentru a evita deformarea profilului la icircnfăşurarea pe tambur trebuie respectate

anumite rapoarte icircntre dimetrul tamburului şi dimetrul exterior al ţevii icircn funcţie de grosimea

peretelui acesteia

Fixarea inductoarelor cu spire plane poate fi făcută prin presarea spirelor izolate icircntre

două plăci frontale confecţionate din materiale izolante cu ajutorul unor bride izolante

Stracircngerea plăcilor se face cu ajutorul unor scoabe din materiale nemagnetice introduse icircn

tăieturile practicate icircn bride şi apoi scoase prin orificiile plăcilor frontale şi fixate cu piuliţe

Fixarea inductorului de carcasa cuptorului se face cu ajutorul unor bolţuri ce trec prin

peretele carcasei şi presează lateral bridele Această construcţie asigură o rigiditate suficientă

creuzetului icircn timpul icircnclinării cuptorului Consolidarea inductoarelor cu spire icircnclinate

poate fi obţinută prin fixarea individuală a fiecărei spire de bridele verticale izolante prin

intermediul unor buloane de alamă lipite de spire Bridele se fixează de corpul cuptorului cu

ajutorul unor tiranţi a căror icircntindere se realizează prin piuliţe cu filet stacircnga - dreapta

4 Confecţionarea căptuşelii cuptoarelor de inducţie cu creuzet

20

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Căptuşeala refractară a cuptoarelor de inducţie cu creuzet se compune din elemente

constructive principale legate de creuzet printr-un strat de material refractar sub formă de

tencuialăBaza constituie suportul pe care se aşează creuzetul şi inductorul şi se zideşte direct

pe carcasa cuptorului La cuptoarele mici (50 100 kg icircncărcătura) baza se confecţionează

din blocuri fasonate fixate d 6 C3TC3SS CU bride şi buloane nemagnetice La unele

cuptoare se face din beton refractar sau azbociment sticlostratitext dar acestea au o durată

de viaţă scăzută

Cea mai utilizată este baza de cărămizi normale de şamotă zidite cu mortar obţinut

din 75 şamotă măcinată şi 25 argilă umedă Dacă este cazul (temperaturi ridicate aleşarjei) baza se realizează din mai multe straturi refractare şi termoizolante

Coroana refractară se confecţionează din blocuri de şamotă fasonate sau din cărămizi

normal de şamotă In coroană se fixează jgheabul de golire ce are rolul de a orienta şuvoiul

de metal topit atunci cacircnd se goleşte cuptorul

Jgheabul poate fi dintr-un singur bloc de şamotă (la cuptoarele mici) sau din mai

multe cărămizi de şamotă fasonate (la cuptoarele mari)

Creuzetul este partea cea mai solicitată a căptuşelii fund expus la gradiente de

temperatură de ordinul a 200degCcm şi la presiuni hidrostatice exercitate de metalul topit de

48 Ncm sau chiar mai mult De aceea alegerea corectă a formei şi dimensiunilor

creuzetului ca şi a materialelor refractare utilizate este de cea mai mare importanţă pentru

fiabilitatea şi siguranţă icircn funcţionarea cuptorului

Din punct de vedere electric grosimea peretelui creuzetului trebuie să fie minimă

pentru a avea un cuplaj cacirct mai bun icircntre inductor şi şarjă deci randament electric cacirct mai

ridicat Sub aspect mecanic şi termic grosimea peretelui creuzetului este bine să fie cacirct mai

mare pentru a avea pierderi de căldură mici(randament termic ridicat) şi solicitări mecanice

reduse

Grosimea optimă a peretelui creuzetului care a dat rezultate satisfăcătoare icircn practică

este de 1030 din diametrul creuzetului valori mai mari fiind recomandate pentru

cuptoarele mai mici Din considerente mecanice grosimea peretelui nu este constantă pe

toată icircnălţimea sa ci este mai mare la baza creuzetului astfel icircncacirct forma acestuia este

tronconică cu o icircnclinare de 24 De asemenea se folosesc şi creuzete cilindrotronconice

la care partea inferioară este sub formă de trunchi de con (cu icircnclinare de 24 pe o

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

icircnălţime de 13 14 din icircnălţimea creuzetului) icircntrucacirct aici corodarea cauzată de agitaţia

topiturii este maximă

Materiale refractare utilizate la confecţionarea creuzetului trebuie să suportetemperaturi pacircnă la 1650degC (topirea oţelului) să aibă coeficient de dilataţie cacirct mai mic (se

evită fisurarea creuzetului datorită variaţiilor de temperatură pe grosimea peretelui) şi să

reziste la acţiunea chimică a zgurei In general se utilizează amestecuri de materiale

refractare după reţete care au condus la durabilităţi ridicate ale creuzetului De menţionat ca

aceste reţete sunt dependente de metalul sau aliajul de topit

22

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL III

DIMENSIONAREA CUPTORULUI

1 DIMENSIONAREA CREUZETULUIDupă alegerea materialului refractar al creuzetului se stabilesc dimensiunile d2

(diametrul mediu) şi h2 (icircnălţimea maximă a icircncărcăturii ndash de siguranţă)

Materialul refractar Grafit

Volumul util 2

22

4

hd m

v sdotsdot

==π

ρ

unde ρrsquo este densitatea la temperatura mediului ambiant 200C

722 _ =topit met ρ kgdm3

Coeficientul de zvelteţe al băii

Acest coeficient ese impus pentru a obţine un randament electric şi termic cacirct mai mare şi se

alege din intervalul

==2

22 h

d c 05 1 =gt c2=06

Rezultă diametrul mediu al acestui cuptor cu creuzet este

23

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mdmmc

d 656056660828372

10006044333

2 ===sdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

=π ρ π

Diametrul mediu al cuptorului este

d 2= 0656 m

Cu ajutorul coeficientului de zvelteţe ales ( c=06 ) vom determina icircnălţimea creuzetului

mh

c

d h 11

60

65602

22 =rArr==

Icircnălţimea icircncărcăturii este

h2=11 m

Icircnălţimea creuzetului se adoptă cu circa 20 ndash 30 mai mare decacirct h2 pentru a ţine cont de

agitaţia băii şi de adăugarea bucăţilor solide de metal

Icircnălţimea creuzetului este21 251 hh sdot= deci

h1= 137m

Grosimea peretelui creuzetului este ac şi se adoptă pe baza relaţiei

020025012

==d ac

Vom adopta ac=013m deci

ac=013 m

Grosimea stratului izolator ndash diatomită ndash icircn general se ia valori de 1 ndash 10 cm

24

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Voi alege grosimea de 001 m deci

ai =001 m

2 RANDAMENTUL TERMIC AL CUPTORULUI

maad d ic 9260010130265602221 =+sdot+=sdot+sdot+=

- material refractar- diatomina

bull densitate ρ=700kgm3

bull conduciv termică λ=(016+031∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=900 oC

Pierderile laterale prin stratul de grafit şi diatomită

Pierderile laterale se calculează pentru primul strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

- pentru că se calculează aproximacircnd cuptorul cu un cilindru unde

l = h2 + ac2=1093+012=1143 m

W C

l

r

r

Ro

0002496070)1015010163(14312

2980

3980ln

2

ln

3

1

2

=sdotsdotminussdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

= minusπ λ π λ

25

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Deci rezistenţa termică a grafitului este

R λ =249607∙10-4 oCW

Pierderile laterale se calculează pentru al doilea strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

Temperatura la suprafaţa interioară a stratului termoizolant se consideră Θ=150 oC

W C

S

a R

oc 05271730

)15010310160(5934

0503

2

=sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

( ) 593441 222 =sdotsdotΘsdot= hS π m2

R λ =00527173 oCW

Rezistenţa totală este

052966900527173010496072 4

21 =+sdot=+= minusλ λ R R Rtot

oCW

Pierderile laterale

82921132705296690

150700 =minus=ΘminusΘ=Φtot

ambiant golirelateral R

W

Pierderile laterale

Φlaterale= 113278292 W

26

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Transferul de căldură prin porţiunea inferioară

W C S

a R o8386560)2010310160(7174390

10 3inf

inf =sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

71743904

9560

4

22

23 =

sdot=

Θsdot=

π π S m2

440328708386560

20700inf

inf =minus=ΘminusΘ=Φλ R

ambiant golire W

Pierderile prin partea inferioară a cuptorului

Φinf = 87044032W

Transferul de căldură prin capac

Vom considera capacul acestui cuptor din fibre ceramice care are următoarele proprietăţi

fizice

bull densitate ρ=50 kgm3

bullconducivitate termică λ=(01+04∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=1300 oC

cu grosimea de g=6 cm

Rezistenţa termică a capacului

144191007174390)1200104010(

0603 =sdotsdotsdot+=sdot= minus

capaccapac S

g R λ

oCW

27

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Fluxul termic prin capac este date de

02438492414419100

40700=

minus=

ΘminusΘ=Φ

capac

ambiant golirecapac R

W

Pierderile prin capacul cuptorului

Φcapac= 492402438 W

Deci pierderile totale rezulta icircnsumacircnd aceste trei pierderi adică

capacerior lateral TOTAL Φ+Φ+Φ=Φ inf

Adică

2939041712202438492444032870829211327inf =++=Φ+Φ+Φ=Φ capacerior lateral TOTAL W

23351

3501000

=sdot

=sdotsdot

=sdot

=t

iV

t

im P u

ρ kW

81911217233

233=

+=

+=

t u

ut p P

P η

Puterea transformată icircn căldură icircn şarjă la randament 891=t η

26091051

35010002 =

sdotsdot

=sdotsdot

=t topiret

im P

η kW

28

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 5: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Starea căptuşelii creuzetului trebuie controlată permanent (după fiecare şarjă) icircn scopul

prevenirii fisurării acestuia şi pătrunderii metalului topit icircn inductor ceea ce ar provoca o

explozie Uzura căptuşelii este sesizabilă prin creşterea factorului de putere al cuptorului (cucirca 10 ndash 30 faţă de valoarea corespunzătoare fazei topite a şarjei) ceea ce se observă printr-

un număr scăzut de trepte a bateriei de condensatoare necesare compensării factorului de putere

la cosφ = 092

Creuzetul este acoperit cu un capac icircn special la cuptoarele cu frecvenţa industrială la

care agitaţia băii este mai intensă dar şi icircn scopul reducerii pierderilor termice Cuptoarele cu

medie frecvenţă nu au capac simplificacircndu-se icircn acest mod construcţia şi exploatarea lor

Inductorul are forma unei bobine cilindrice icircntr-un singur strat de preferinţă din ţevi decupru prin care circulă apă de răcire sub presiune Spirele inductorului pot fi neizolate (fixate

cu distanţoare) icircn aer sau turnate icircn azbociment izolate cu micanită Ţinicircnd cont de forţele

electrodinamice spirele inductorului sunt presate icircntre două plăci frontale din material izolant

stacircnse cu tiranţi

Ecranul magnetic format din pachete de tole de transformator dispuse radial icircn jurul

inductorului este consolidat icircmpreună cu creuzetul şi inductorul cu ajutorul unui cadruconfecţionat din OLC obişnuit Ecranul magnetic este necesar pentru a icircnpiedica icircncălzirea

elementelor constructive metalice ale cuptorului aflate icircn cacircmpul magnetic al inductorului

Cablurile flexibile care formează reţeaua scurtă sunt răcite cu apă cu diametrul exterior

de 65 83 195 mm

Mecanismul de răsturnare a cuptorului icircn vederea golirii este ori electromecanic ori

hidraulic ca şi sistemul de rotire al capacului creuzetului

Icircn funcţie de necesităţile tehnologice cuptoarele cu creuzet pot fi utilizate icircnurmătoarele regimuri de funcţionare

9

1- inductor 2- metal topit Al3- creuzet refractar 4- cilindru azbest5- ecrane feromagnetice

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull regim intermitent ndash la care cuptorul se goleşte complet după fiecare şarjă iar pornirea se

face la icircncărcătură solidă

bull regim continuu ndash la care icircn permanenţă se află icircn cuptor o cantitate de metal topitbull regimul duplex ndash cu un alt cuptor electric

Observaţie ndash la funcţionarea continuă a cuptorului din cuptor se goleşte numai

materialul necesar la turnarea imediată icircn locul lui fiind introduse bucăţi solide de metal

Deoarece funcţionarea cu creuzetul parţial umplut cu metal topit acuză o scădere a puterii active

faţă de valoarea ei nominală se recomandă ca golirea să nu depăşească 23 din capacitatea

nominală

4 Schema principală a unui cuptor cu creuzet cu dimensiunile principale

unde

a b ndash se referă la inductor

ac ndash se referă la grosimea medie a materialului refractar

ai ndash se referă la grosimea izolaţieih1 ndash este icircnălţimea cuptorului cu creuzet

10

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

h2 ndash este icircnălţimea icircncărcăturii care este mai mic cu aproximativ 30 din motive de securitate

5 C5 CUPRULUPRUL

Cuprul (numit i aramă) este un element din tabelul periodic avacircnd simbolul Cu iș ș

numărul atomic 29

Cuprul este un metal de culoare ro cată foarte bun conducător de electricitate i căldurăș ș

Cuprul a fost folosit de oameni din cele mai vechi timpuri arheologii descoperind obiecte din

acest metal datacircnd din 8700 icircHr A fost unul din primele metale folosite deoarece cantită iț

mici din el apar icircn unele locuri icircn stare liberă Principalele minereuri ale cuprului sunt

calcozina (sulfura de cupru) calcopirita sau criscolul (ferosulfura de cupru) cupritul (oxidulcupros) i malachitul i azuritul (ambele forme ale carbonatului basic de cupru) Metoda folosităș ș

pentru extrac ia de cupru depinde natura minereului Dacă cuprul se găse te icircn stare liberă elț ș

poate fi separat prin sfăracircmarea minereului icircn bucă i mici i amestecarea sa cu apa Cuprulț ș

fiind relativ greu se depune pe fund Cuprul care are o puritate de peste 99 este folosit la

fabricarea conductelor de gaz i apa a materialelor pentru acoperi uri a ustensilelor i a unor ș ș ș

obiecte ornamentale Deoarece cuprul este un bun conducător de căldură se utilizează la boilere

i alte dispozitive ce implică transferul de căldură sau folie de cupru (simplu strat) sau douăș

(dublu strat) se folose te ca PCB Originea numelui din cuvacircntul latinesc cyprium (dupa insulaș

Cipru)

Icircn stare solidă de metal cuprul are culoare ro ie-portocalie aceasta fiind principalaș

proprietate după care se deosebe te de alteș elemente De obicei majoritatea compu ilor ș

anorganici dar i organici ai cuprului au oș culoare albastră de i unii pot fi iș ș verzui sau vernil

Sistemul de cristalizare al cuprului este cubic cu fe e centrate lipsind prezen aț ț

polimorfismului Una dintre dezavantajele cuprului este fenomenul de coclire (icircnverzire) ce

poate fi observat adesea pe vasele vechi sau pe monedele (la moneda romacircnească de 5 bani)

Icircmpreună cu osmiul (albastru) iș aurul (galben-auriu) cuprul este unul dintre cele trei metale

elementare care are altă culoare naturală icircn afară de gri sau argintiu Cuprul pur este portocaliu-

ro u i dobacircnde te o pată ro iatică icircn momentul expunerii laș ș ș ș aer urmacircnd să se icircnverzească mai

tacircrziu

Duritatea cuprului este relativ mică (3 pe scara Mohs) dar este destul de rezistent la

rupere i foarte ductil (poate fi tras icircn fire) putacircnd fi modelat la presiuni mariș

Conductibilitatea calorică este asemănătoare cu a argintului (1 fa ă de 093 aț argintului) i multș

11

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mai mare decacirct a altor metale uzuale Tocmai datorită acestei proprietă i cuprul se utilizează icircnț

conducte pentru transmiterea căldurii Icircnsă conductibilitatea scade cacircnd cuprul este impur icircn

momentul icircn care con ine 01ț impurită i deț elemente ca fosfor arsen siliciu sau fier valoarea conductibilită ii poate scădea chiar cu 20 De aceea icircnț electrotehnică se utilizează

numai cupru pur electrolitic

Densitatea curentă maximă a cuprului icircn aer deschis este de aproximativ 31times106 Am2

Ca toate metalele dacă cuprul este placat cu alt metal icircncepe un proces de coroziune galvanică

Atacirct cuprul cacirct i aliajele sale au o maleabilitate foarte ridicată (pot fi trase icircn foiș

sub iri) fiind i foarte u or de prelucrat Totodată ductilitatea cuprului este extraordinar deț ș ș

favorabilă astfel putacircndu-se ob ine fire foarte sub iri de cupru numiteț ț li eț (se foloseau icircntrecut la siguran ele fuzibile) Cuprul este un metal foarte moale cu o duritate de 3 pe scaraț

Mohs ( i 50 pe scara Vickers) puterea sa de trac iune situacircndu-se la 210ș ț MPa

Cuprul este singurul metal ce are culoarea arămie Foarte interesante sunt proprietă ileț

acestuia de a forma compu i de culoarea verde (carbonat clorură etc) neagră (oxid) sauș

albastră (sulfat i hidroxid)ș

Numărul atomic al cuprului este 29 iar simbolul chimic este Cu Masa atomică relativă

este 63546 Valen aț cuprului este icircn principal 1 sau 2 (cuprul formează o varietate rară decompu i i săruri cu starea de oxidare +1 i +2 care sunt de obicei numite săruriș ș ș cuproase sau

cuprice) de i mai rar poate fi chiar i 3 Acesta nu reac ionează cuș ș ț apa dar reac ionează icircncetț

cu aerul atmosferic icircn urma acestei reac ii pe suprafa a cuprului se formează un strat de cupruț ț

oxidat verde Icircn contrast cu oxidarea fierului la aer umed acest strat de oxid se opre te dinș

coroziune un strat de cocleală verde (carbonat de cupru) pot fi observate pe construc iile vechiț

din cupru cum ar fi Statuia Libertă iiț cea mai mare statuie din cupru din lume Majoritatea

sărurilor de cupru sunt higroscopice

12

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Raza atomică calculată are valoarea de 135 (145) picometri (pm) raza covalentă 138 picometri

(pm) iar raza van der Waals Cuprul prezintă conductivitate magnetică

Cuprul are 29 de izotopi doi dintre ace tiaș63

Cu iș65

Cu sunt stabili iar izotopul63

Cureprezintă 69 din totalitatea cuprului natural Ceilal i 27 deț izotopi sunt instabili (radioactivi)

cel mai stabil dintre cei radioactivi este 67Cu cu timpul de icircnjumătă ireț de 6183 de ore apteȘ

al i izotopi au fost caracteriza i Dintre izotopii radioactivi remarcămț ț63Cu care emite radia iiț

beta pozitive avacircnd ca rezultat izotopi de nichel icircn timp ce izotopul 65Cu cu emisii radioactive

beta negative are ca rezultat izotopi de zinc

Majoritatea cuprului scos din mină este sub formă de compu i cum ar fi sulfa i sauș ț

sulfuri Exemple de astfel de mine includ minele de la Chuquicamata din Chile BinghamCanyon Mine din Utah Statele Unite ale Americii iș El Chino Mine din New Mexico Statele

Unite ale Americii Icircn conformitate cu studiile efectuate de geologii britanici icircn 2005 Chile a

fost cel mai mare producător de cupru urmat pe locul doi de Statele Unite ale Americii

Indonezia iș Peru

Industria auto este unul dintre cei mai mari consumatori de cupru

13

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL IICUPTOARELE INDUSTRIALE

1 Clasificarea cuptoarelor industriale

In industrie există o mare varietate de cuptoare industriale cu diferite destinaţii Datorităacestei mari diversităţi se va realiza o clasificare pe baza unor caracteristici generale ale

cuptoarelor

După destinaţia tehnologică se deosebesc

bull cuptoare metalurgice (furnale pentru producerea fontei de minereu cuptoare pentru

producerea oţelului cuptoare pentru laminare)

bull cuptoare pentru industria constructoare de maşini (pentru tratamente termice pentru

forjare)

bull cuptoare pentru obţinerea cimentului

bull cuptoare pentru arderea materialelor ceramice

Icircn funcţie de procesele care au loc icircn cuptoare se deosebesc

bull cuptoare de topire şi de ardere icircn care icircncărcătura care se prelucrează se

bull icircncălzeşte pacircnă la topire (furnale cuptoare electrice cuptoare de creuzete de topit

sticla)

bull cuptoare de icircncălzire la care materialul supus prelucrării se icircncălzeşte sub temperaturade topire (recoacere călire)

bull cuptoare de uscare (uscătoare)

Datorită specificului lor cuptoarele de uscare constituie o grupa specială denumită

uscătoare

După regimul termic se deosebesc următoarele tipuri de cuptoare

bull cu regim de temperatură şi cu regim termic constante icircn timp (cuptoare cu bazin pentru

topirea sticlei cuptoare tunel cu funcţionare continuă)

14

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull cu regim de temperatură constant şi cu regim termic variabil (cuptoare cu funcţionare

continuă şi icircncărcare intermitentă)

bull cu regim de temperatură variabil şi cu regim termic constant (cuptoare circulare de tipHoffman)

bull cu regim de temperatură şi cu regim termic variabile icircn timp (cuptoare cu funcţionare

intermitentă)

După sursa de căldură se deosebesc cuploarele

bull cu combustibil solid (icircn strat sau pulverizat)

bull cu combustibil lichid

bull cu combustibil gazos

bull cu mai mulţi combustibili (lichid şi gazos sau solid şi gazos)

bull la care combustibilul face parte din icircncărcătură (de exemplu convertizoare cuptoare pentru

ars minereuri cu conţinut de sulf)

bull electrice

După modul de transmisie al căldurii

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului supus prelucrării datorită arderii

combustibilului solid care se amestecă cu materialul Căldura se transmite materialului de la

combustibilul incandescent (prin radiaţie şi conducţie termică) şi de la gazele de ardere (prin

radiaţie şi convecţie) Din această categorie fac parte majoritatea cuptoarelor verticale

(furnale cubilouri cuptoare de ars var)

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului supus prelucrării de la gazele de ardere

Acestea se mai numesc cuptoare cu flacără Transmisia căldurii la material se face icircn

principal prin radiaţie de la flacără de la pereţi si de la bolta cuptorului şi prin convecţie de

la gazele de ardere Din această grupă fac parte majoritatea cuptoarelor ca de exemplucuptoarele Martin cuptoarele de forjă cuptoarele pentru tratamente termice cuptoarele tunel

şi circulare

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului prin pereţii camerelor sau ai vasului icircn care

se află materialul Transmiterea căldurii către material se face mai ales prin radiaţie de la

pereţii camerelor sau vaselor prin conducţie dacă materialul vine icircn contact cu pereţii

vasului şi prin convecţie de Ia gazele aflate icircn cameră Din această categorie fac parte

cuptoarele cu muilă şi cele cu retortă)

15

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull cuptoare icircn care căldura se degajă icircn materialul supus prelucrării datorită reacţiilor exoterme

In aceste cuptoare particulele de material care intră icircn reacţie (a căror temperatură creşte)

transmit căldura particulelor alăturate prin radiaţie şi conducţie In cazul existenţei gazelor de ardere căldura se transmite prin radiaţie şi convecţie de Ia gaze la material In cazul icircn

care căldura degajară nu este suficientă se introduce o cantitate suplimentară de căldură

produsă prin arderea combustibilului Din această categorie fac parte cuptoarele pentru

arderea minereurilor care conţin sulfuri

bull cuptoare electrice icircn care căldura se transmite materialului prin radiaţie de la un arc electric

sau de la o rezistentă prin conducţie de la rezistenţă prin convecţie şi radiaţie de la gazele

icircncălzite de rezistenţă prin radiaţie şi conducţie de la pereţii icircncălziţi de o rezistenţă şi printrecerea curentului electric direct prin material Din ceasta categorie fac parte cuptoarele cu

arc electric pentru elaborarea oţelului cu rezistenţă electrică pentru tratamente termice de

inducţie pentru călire şi cu icircncălzire mixtă pentru obţinerea carburii de calciu (carbid)

După forma camerei de lucru Spaţiul de lucru este locul icircn care se aşează materialul

care trebuie tratat termic icircmpreună cu adaosurile necesare (de exemplu fondanţi) după forma

spaţiului de lucru se deosebesc

bullcuptoare verticale la care spaţiul de lucru este un put cu icircnălţimea de ce puţin o dată

şi jumătate mai mare decacirct diametrul (furnale cuptoare de varcubilouri)

bull cuptoare cu camere Spaţiul de lucru este o cameră cu pereţii permanenţi sau

temporari Materialul se aşează icircn cameră icircn strat icircnalt sub formă de racircnduri

bull cuptoare cu vatră la care spaţiul de lucru este prevăzut cu una sau mai multe vetre

pe care materialul se aşează icircntr-un strat subţire (cuptoare de icircncălzire pentru forjă cuptoare

de tratament termic)

bullcuptoare cilindrice rotative la care spaţiul de lucru al cuptorului este format dintr-un

tambur orizontal sau icircnclinat cu 5 10 grade -cuptoare tunel la care spaţiul de lucru este

format dintr-un canal orizontal de lungime mare icircn care materialul este transportat icircn

vagonete sau transportoare (cuptoare de icircncălzire pentru forjă)

bull cuptoare cu creuzete la care spaţiul de lucru este format dintr-o cameră icircn care se

aşează creuzetele icircn general materialul se obţine icircn creuzete icircn stare topită (cuptoare pentru

topirea metalelor neferoase)-cuptoare cu bazin la care spaţiul de lucru este format dintr-o

cameră prevăzută la partea inferioară cu un bazin icircn care produsul se obţine icircn stare topită

16

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

2 Elementele constructive ale cuptorului de inducţie cu creuzet

Principalele elemente constructive ale acestei instalaţii sunt carcasa inductorul

creuzetul conductele de alimentare (reţeaua scurtă) şi mecanismul de basculareCarcasa are rolul de a asigura rezistenţa mecanică a cuptorului şi de a permite

fixarea rigidă a creuzetului şi inductorului La cuptoarele neecranate (fără circuit

magnetic exterior) carcasa se confecţionează din materiale nemetalice (azbociment

lemn) sau metalice Carcasele metalice se secţionează pe verticală pe icircntreaga lor

lungime (2 3 secţionări) icircn zonele respective intercalacircnd u-se garnituri electroizolante fixate

cu şuruburi metalice şi bucşe izolante La cuptoarele ecranate carcasele se confecţionează

din oţel carbon obişnuit şi nu se secţioneazăCircuitele magnetice exterioare constau din pachete de tole de transformator fixate

rigid şi dispuse radial pentru a avea o răcire bună Grosimea tolelor este de 05 mm Ia

cuptoarele de frecvenţă industrială şi de 035 mm Ia cele de frecvenţă ridicată Pierderile

electrice icircn circuitul magnetic sunt de 04 05 din puterea activă totală a cuptorului iar

cantitatea de tablă silicioasă necesară este de circa 600700 kg pe tona de metal topit

Capacul cuptorului are rolul de a micşora pierderile de căldură prin radiaţie si se

confecţionează din unul sau mai multe straturi icircn funcţie de temperatura de golire a

metalului Se recomandă pentru toate cuptoarele dar mai ales la cele de mare capacitate

Deplasarea capacului se realizează cu mecanisme acţionate manual electric sau hidraulic

Inductorul reprezintă partea cea mai importantă a cuptorului şi se confecţionează sub

forma unei bobine cilindrice icircntr-un strat de preferinţă din ţeava profilată prin care circulă

apa de răcire Mărirea numărului de spire şi realizarea inductorului icircn mai multe straturi ar

permite reducerea curentului (eventual renunţarea la răcirea cu apă a acestuia) dar la aceleaşi

pierderi icircn cupru apar o serie de inconveniente cum ar fi icircnrăutăţirea cedării căldurii şi

majorarea fluxului de dispersie complicarea izolaţiei conductoarelor majorarea tensiunii Ia

bornele inductorului Referitor la răcirea cu aer a inductorului aceasta ar necesita un

interstiţiu suplimentar icircntre creuzet şi inductor lucru ce atrage după sine o icircnrăutăţire a

funcţionării cuptorului (randamentul electric şi factorul de putere scad mult)

Confecţionarea inductorului sub formă solenoidală din ţeava asigură o bună răcire a

acestuia Astfel la o temperatură a apei de răcire de +25 degC temperatura inductorului nu

depăşeşte +50 degC Apa de răcire trebuie să aibă icircnjur de +3545 degC icircn caz contrar

temperatura inductorului scade sub cea a mediului ambiant Dacă apa de răcire este prea

17

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

rece apare condens pe inductor ce periclitează izolaţia acestuia Orientativ la o viteză a apei

de răcire de 1 15ms densitatea de curent este de circa 20 Amm

Micşorarea pierderilor icircn cuprul inductorului nu este posibilă prin mărirea secţiuniitransversale a ţevii datorită efectului pelicuiar Grosimea peretelui ţevii orientată spre creuzet

trebuie să fie de ce puţin 13 ori mai mare decacirct adacircncimea de pătrundere a cacircmpului

electromagnetic icircn materialul ţevii La frecvenţe industriale adacircncimea de pătrundere fiind de

circa 10 mm inductorul se realizează din bară de cupru plină Pe faţa inductorului opusă

creuzetului se sudează o ţeava de cupru prin care va circula apa de răcire Izolarea spirelor se

face prin spaţii de aer de 12 cm sau prin straturi de micanită sticlostratitex cu grosimi de

minim 15 mmUnele inductoare au prize ce permit utilizarea raţională a puterii sursei icircn condiţiile

modificării impedanţei cuptorului icircn decursul elaborării şarjei sau ca urmare a uzurii

căptuşelii sau a trecerii de la o marcă de metal la alta

Căptuşeala creuzetului se confecţionează din material refractar granulat după ce

inductorul a fost montat Materialul refractar se icircndeasă prin batere (stampare) icircn spaţiul

dintre carcasa interioară (din carton de azbest sau micanită) a inductorului şi un şablon din

tablă de oţel ce se va topi la prima şarjă

Compoziţia materialului refractar se adoptă avacircnd icircn vedere

bull căderea mare de temperatură dintre metalul topit (circa 1600 degC la oţel) şi

inductorul răcit cu apa ce trebuie preluată de o grosime de numai 10 13 cm a

peretelui creuzetului (cu cacirct acest perete este mai subţire performanţele

electrice ale cuptorului sunt mai ridicate)

bull solicitarea mecanică a căptuşelii datorită presiunii hidrostatice a topiturii si

eforturilor electrodinamice din baia de metal topit

bull acţiunea chimică a diferitelor componente ale icircncărcăturii (de exemplu

manganul acţionează asupra căptuşelii acide formacircnd silicaţi ce impurifică

metalul iar siliciul distruge căptuşelile bazice)

Mecanismul de basculare poate fi cu acţionare hidraulică prin cabluri cu şurub sau

alte sisteme Rotirea cuptorului se poate face icircn jurul unei axe ce trece prin centrul său de

greutate (consum minim de energie) sau icircn jurul unei axe ce trece pe sub jgheabul de golire

Ultima variantă are avantajul că elimină manevrele cu oala de turnare care are o poziţie fixă

iar vacircna de metal fiind scurtă rezultă pierderi reduse de material prin oxidare

18

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Bascularea cuptorului se poate face şi cu ajutorul unui plan cu monoşina care deserveşte mai

multe cuptoare icircn acelaşi timp este folosit şi la icircncărcarea acestora

Cuptoarele de mare capacitate sunt acţionate hidraulic inclusiv deschidereacapacelor Dezavantajul rezidă icircn necesitatea unor spaţii mari sub cuptor pentru instalarea

cilindrilor hidraulici şi existenţa instalaţiilor de ulei sub presiune care scumpesc

echipamentul cuptorului Conductele de alimentare ale cuptorului trebuie să permită

icircnclinarea acestuia şi din punct de vedere constructiv deosebim două variante şi anume

bull reţea scurtă cu legături rigide ce utilizează contacte tip separator care se

deschid icircn momentul icircnclinării cuptorului Sistemul nu permite alimentarea

cuptorului icircn poziţie icircnclinată dar are lungime redusă şi deci pierderi mici prinefect Joule-Lentz Ca dezavantaj principal menţionăm icircntreţinerea periodică a

contactelor Densitatea de curent admisibilă a contactelor răcite cu apă este de

20- 30 Amm

bull reţea scurtă cu legături flexibile sistem frecvent utilizat care icircnlătură

dezavantajele variantei anterioare Ca inconveniente se menţionează lungimea

mare a cablurilor flexibile (cacircţiva metri) şi pierderile de putere pe

conductoarele acestora ultimele ajungacircnd pacircnă la 5 din puterea activă a

cuptorului Cablurile sunt răcite cu apă (circulă icircn interiorul unui furtun de

cauciuc icircn care este introdusă funia de cupru) şi admit o densitate de curent de

56 Amm2

3 Tehnologii de realizare a inductorului şi creuzetului

aConfecţionarea inductorului Inductorul nu are numai un rol electric acela de a crea cacircmpul magnetic din cuptor ci

si un rol mecanic de a consolida creuzetul şi de a mării rigiditatea acestuia Din acest motiv

construcţia inductorului este foarte importantă iar consolidarea spirelor sale trebuie făcută

corect avacircnd icircn vedere şi forţele electrodinamice care tind să expandeze spirele spre

exterior

Metodele de consolidare a inductorului depind de forma spirelor acestuia care pot fi

de tip elicoidal sau plan

19

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

La inductoarele cu spire plane trecerea de la o spiră Ia alta se face cu ajutorul unei

porţiuni icircnclinate a cărei lungime variază invers proporţional cu grosimea peretelui ţevii De

cele mai multe ori icircnaintea icircnfăşurării ţeava se umple cu nisipIcircnfăşurarea se face cu ajutorul unor tambun care se pot monta direct pe un strung

normal dacă diametrul inductorului nu este prea mare icircn cazul inductoarelor cu diametre de

052 m se folosesc utilaje specializate la care ţeava de inductor este trasă prin două perechi

de role (verticale şi orizontale) ce se deplasează de-a lungul tamburului pe măsură ce se

icircnfăşoară bobina Prin utilizarea unor role profilate concomitent cu icircnfăşurarea se poate

obţine şi modificarea formei secţiunii spirei (de la secţiune circulară la una rectangulară de

exemplu)Pentru obţinerea inductoarelor cu spire plane se utilizează un tambur prevăzut cu

pieptene ce constă dintr-o placă curbată pe care sunt sudate aripioare de oţel icircnclinate

corespunzător şi distanţate icircn funcţie de diametru ţevii Pieptenele se fixează de aşa

manieră icircncacirct după terminarea icircnfăşurării să se poată trage icircnăuntrul tamburului pentru a

permite scoaterea bobinei icircnclinarea ţevii icircn dreptul pieptenelui se face după icircncălzirea

porţiunii respective de spiră cu ajutorul unui arzător cu gaz

Pentru a evita deformarea profilului la icircnfăşurarea pe tambur trebuie respectate

anumite rapoarte icircntre dimetrul tamburului şi dimetrul exterior al ţevii icircn funcţie de grosimea

peretelui acesteia

Fixarea inductoarelor cu spire plane poate fi făcută prin presarea spirelor izolate icircntre

două plăci frontale confecţionate din materiale izolante cu ajutorul unor bride izolante

Stracircngerea plăcilor se face cu ajutorul unor scoabe din materiale nemagnetice introduse icircn

tăieturile practicate icircn bride şi apoi scoase prin orificiile plăcilor frontale şi fixate cu piuliţe

Fixarea inductorului de carcasa cuptorului se face cu ajutorul unor bolţuri ce trec prin

peretele carcasei şi presează lateral bridele Această construcţie asigură o rigiditate suficientă

creuzetului icircn timpul icircnclinării cuptorului Consolidarea inductoarelor cu spire icircnclinate

poate fi obţinută prin fixarea individuală a fiecărei spire de bridele verticale izolante prin

intermediul unor buloane de alamă lipite de spire Bridele se fixează de corpul cuptorului cu

ajutorul unor tiranţi a căror icircntindere se realizează prin piuliţe cu filet stacircnga - dreapta

4 Confecţionarea căptuşelii cuptoarelor de inducţie cu creuzet

20

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Căptuşeala refractară a cuptoarelor de inducţie cu creuzet se compune din elemente

constructive principale legate de creuzet printr-un strat de material refractar sub formă de

tencuialăBaza constituie suportul pe care se aşează creuzetul şi inductorul şi se zideşte direct

pe carcasa cuptorului La cuptoarele mici (50 100 kg icircncărcătura) baza se confecţionează

din blocuri fasonate fixate d 6 C3TC3SS CU bride şi buloane nemagnetice La unele

cuptoare se face din beton refractar sau azbociment sticlostratitext dar acestea au o durată

de viaţă scăzută

Cea mai utilizată este baza de cărămizi normale de şamotă zidite cu mortar obţinut

din 75 şamotă măcinată şi 25 argilă umedă Dacă este cazul (temperaturi ridicate aleşarjei) baza se realizează din mai multe straturi refractare şi termoizolante

Coroana refractară se confecţionează din blocuri de şamotă fasonate sau din cărămizi

normal de şamotă In coroană se fixează jgheabul de golire ce are rolul de a orienta şuvoiul

de metal topit atunci cacircnd se goleşte cuptorul

Jgheabul poate fi dintr-un singur bloc de şamotă (la cuptoarele mici) sau din mai

multe cărămizi de şamotă fasonate (la cuptoarele mari)

Creuzetul este partea cea mai solicitată a căptuşelii fund expus la gradiente de

temperatură de ordinul a 200degCcm şi la presiuni hidrostatice exercitate de metalul topit de

48 Ncm sau chiar mai mult De aceea alegerea corectă a formei şi dimensiunilor

creuzetului ca şi a materialelor refractare utilizate este de cea mai mare importanţă pentru

fiabilitatea şi siguranţă icircn funcţionarea cuptorului

Din punct de vedere electric grosimea peretelui creuzetului trebuie să fie minimă

pentru a avea un cuplaj cacirct mai bun icircntre inductor şi şarjă deci randament electric cacirct mai

ridicat Sub aspect mecanic şi termic grosimea peretelui creuzetului este bine să fie cacirct mai

mare pentru a avea pierderi de căldură mici(randament termic ridicat) şi solicitări mecanice

reduse

Grosimea optimă a peretelui creuzetului care a dat rezultate satisfăcătoare icircn practică

este de 1030 din diametrul creuzetului valori mai mari fiind recomandate pentru

cuptoarele mai mici Din considerente mecanice grosimea peretelui nu este constantă pe

toată icircnălţimea sa ci este mai mare la baza creuzetului astfel icircncacirct forma acestuia este

tronconică cu o icircnclinare de 24 De asemenea se folosesc şi creuzete cilindrotronconice

la care partea inferioară este sub formă de trunchi de con (cu icircnclinare de 24 pe o

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

icircnălţime de 13 14 din icircnălţimea creuzetului) icircntrucacirct aici corodarea cauzată de agitaţia

topiturii este maximă

Materiale refractare utilizate la confecţionarea creuzetului trebuie să suportetemperaturi pacircnă la 1650degC (topirea oţelului) să aibă coeficient de dilataţie cacirct mai mic (se

evită fisurarea creuzetului datorită variaţiilor de temperatură pe grosimea peretelui) şi să

reziste la acţiunea chimică a zgurei In general se utilizează amestecuri de materiale

refractare după reţete care au condus la durabilităţi ridicate ale creuzetului De menţionat ca

aceste reţete sunt dependente de metalul sau aliajul de topit

22

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL III

DIMENSIONAREA CUPTORULUI

1 DIMENSIONAREA CREUZETULUIDupă alegerea materialului refractar al creuzetului se stabilesc dimensiunile d2

(diametrul mediu) şi h2 (icircnălţimea maximă a icircncărcăturii ndash de siguranţă)

Materialul refractar Grafit

Volumul util 2

22

4

hd m

v sdotsdot

==π

ρ

unde ρrsquo este densitatea la temperatura mediului ambiant 200C

722 _ =topit met ρ kgdm3

Coeficientul de zvelteţe al băii

Acest coeficient ese impus pentru a obţine un randament electric şi termic cacirct mai mare şi se

alege din intervalul

==2

22 h

d c 05 1 =gt c2=06

Rezultă diametrul mediu al acestui cuptor cu creuzet este

23

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mdmmc

d 656056660828372

10006044333

2 ===sdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

=π ρ π

Diametrul mediu al cuptorului este

d 2= 0656 m

Cu ajutorul coeficientului de zvelteţe ales ( c=06 ) vom determina icircnălţimea creuzetului

mh

c

d h 11

60

65602

22 =rArr==

Icircnălţimea icircncărcăturii este

h2=11 m

Icircnălţimea creuzetului se adoptă cu circa 20 ndash 30 mai mare decacirct h2 pentru a ţine cont de

agitaţia băii şi de adăugarea bucăţilor solide de metal

Icircnălţimea creuzetului este21 251 hh sdot= deci

h1= 137m

Grosimea peretelui creuzetului este ac şi se adoptă pe baza relaţiei

020025012

==d ac

Vom adopta ac=013m deci

ac=013 m

Grosimea stratului izolator ndash diatomită ndash icircn general se ia valori de 1 ndash 10 cm

24

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Voi alege grosimea de 001 m deci

ai =001 m

2 RANDAMENTUL TERMIC AL CUPTORULUI

maad d ic 9260010130265602221 =+sdot+=sdot+sdot+=

- material refractar- diatomina

bull densitate ρ=700kgm3

bull conduciv termică λ=(016+031∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=900 oC

Pierderile laterale prin stratul de grafit şi diatomită

Pierderile laterale se calculează pentru primul strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

- pentru că se calculează aproximacircnd cuptorul cu un cilindru unde

l = h2 + ac2=1093+012=1143 m

W C

l

r

r

Ro

0002496070)1015010163(14312

2980

3980ln

2

ln

3

1

2

=sdotsdotminussdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

= minusπ λ π λ

25

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Deci rezistenţa termică a grafitului este

R λ =249607∙10-4 oCW

Pierderile laterale se calculează pentru al doilea strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

Temperatura la suprafaţa interioară a stratului termoizolant se consideră Θ=150 oC

W C

S

a R

oc 05271730

)15010310160(5934

0503

2

=sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

( ) 593441 222 =sdotsdotΘsdot= hS π m2

R λ =00527173 oCW

Rezistenţa totală este

052966900527173010496072 4

21 =+sdot=+= minusλ λ R R Rtot

oCW

Pierderile laterale

82921132705296690

150700 =minus=ΘminusΘ=Φtot

ambiant golirelateral R

W

Pierderile laterale

Φlaterale= 113278292 W

26

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Transferul de căldură prin porţiunea inferioară

W C S

a R o8386560)2010310160(7174390

10 3inf

inf =sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

71743904

9560

4

22

23 =

sdot=

Θsdot=

π π S m2

440328708386560

20700inf

inf =minus=ΘminusΘ=Φλ R

ambiant golire W

Pierderile prin partea inferioară a cuptorului

Φinf = 87044032W

Transferul de căldură prin capac

Vom considera capacul acestui cuptor din fibre ceramice care are următoarele proprietăţi

fizice

bull densitate ρ=50 kgm3

bullconducivitate termică λ=(01+04∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=1300 oC

cu grosimea de g=6 cm

Rezistenţa termică a capacului

144191007174390)1200104010(

0603 =sdotsdotsdot+=sdot= minus

capaccapac S

g R λ

oCW

27

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Fluxul termic prin capac este date de

02438492414419100

40700=

minus=

ΘminusΘ=Φ

capac

ambiant golirecapac R

W

Pierderile prin capacul cuptorului

Φcapac= 492402438 W

Deci pierderile totale rezulta icircnsumacircnd aceste trei pierderi adică

capacerior lateral TOTAL Φ+Φ+Φ=Φ inf

Adică

2939041712202438492444032870829211327inf =++=Φ+Φ+Φ=Φ capacerior lateral TOTAL W

23351

3501000

=sdot

=sdotsdot

=sdot

=t

iV

t

im P u

ρ kW

81911217233

233=

+=

+=

t u

ut p P

P η

Puterea transformată icircn căldură icircn şarjă la randament 891=t η

26091051

35010002 =

sdotsdot

=sdotsdot

=t topiret

im P

η kW

28

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 6: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull regim intermitent ndash la care cuptorul se goleşte complet după fiecare şarjă iar pornirea se

face la icircncărcătură solidă

bull regim continuu ndash la care icircn permanenţă se află icircn cuptor o cantitate de metal topitbull regimul duplex ndash cu un alt cuptor electric

Observaţie ndash la funcţionarea continuă a cuptorului din cuptor se goleşte numai

materialul necesar la turnarea imediată icircn locul lui fiind introduse bucăţi solide de metal

Deoarece funcţionarea cu creuzetul parţial umplut cu metal topit acuză o scădere a puterii active

faţă de valoarea ei nominală se recomandă ca golirea să nu depăşească 23 din capacitatea

nominală

4 Schema principală a unui cuptor cu creuzet cu dimensiunile principale

unde

a b ndash se referă la inductor

ac ndash se referă la grosimea medie a materialului refractar

ai ndash se referă la grosimea izolaţieih1 ndash este icircnălţimea cuptorului cu creuzet

10

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

h2 ndash este icircnălţimea icircncărcăturii care este mai mic cu aproximativ 30 din motive de securitate

5 C5 CUPRULUPRUL

Cuprul (numit i aramă) este un element din tabelul periodic avacircnd simbolul Cu iș ș

numărul atomic 29

Cuprul este un metal de culoare ro cată foarte bun conducător de electricitate i căldurăș ș

Cuprul a fost folosit de oameni din cele mai vechi timpuri arheologii descoperind obiecte din

acest metal datacircnd din 8700 icircHr A fost unul din primele metale folosite deoarece cantită iț

mici din el apar icircn unele locuri icircn stare liberă Principalele minereuri ale cuprului sunt

calcozina (sulfura de cupru) calcopirita sau criscolul (ferosulfura de cupru) cupritul (oxidulcupros) i malachitul i azuritul (ambele forme ale carbonatului basic de cupru) Metoda folosităș ș

pentru extrac ia de cupru depinde natura minereului Dacă cuprul se găse te icircn stare liberă elț ș

poate fi separat prin sfăracircmarea minereului icircn bucă i mici i amestecarea sa cu apa Cuprulț ș

fiind relativ greu se depune pe fund Cuprul care are o puritate de peste 99 este folosit la

fabricarea conductelor de gaz i apa a materialelor pentru acoperi uri a ustensilelor i a unor ș ș ș

obiecte ornamentale Deoarece cuprul este un bun conducător de căldură se utilizează la boilere

i alte dispozitive ce implică transferul de căldură sau folie de cupru (simplu strat) sau douăș

(dublu strat) se folose te ca PCB Originea numelui din cuvacircntul latinesc cyprium (dupa insulaș

Cipru)

Icircn stare solidă de metal cuprul are culoare ro ie-portocalie aceasta fiind principalaș

proprietate după care se deosebe te de alteș elemente De obicei majoritatea compu ilor ș

anorganici dar i organici ai cuprului au oș culoare albastră de i unii pot fi iș ș verzui sau vernil

Sistemul de cristalizare al cuprului este cubic cu fe e centrate lipsind prezen aț ț

polimorfismului Una dintre dezavantajele cuprului este fenomenul de coclire (icircnverzire) ce

poate fi observat adesea pe vasele vechi sau pe monedele (la moneda romacircnească de 5 bani)

Icircmpreună cu osmiul (albastru) iș aurul (galben-auriu) cuprul este unul dintre cele trei metale

elementare care are altă culoare naturală icircn afară de gri sau argintiu Cuprul pur este portocaliu-

ro u i dobacircnde te o pată ro iatică icircn momentul expunerii laș ș ș ș aer urmacircnd să se icircnverzească mai

tacircrziu

Duritatea cuprului este relativ mică (3 pe scara Mohs) dar este destul de rezistent la

rupere i foarte ductil (poate fi tras icircn fire) putacircnd fi modelat la presiuni mariș

Conductibilitatea calorică este asemănătoare cu a argintului (1 fa ă de 093 aț argintului) i multș

11

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mai mare decacirct a altor metale uzuale Tocmai datorită acestei proprietă i cuprul se utilizează icircnț

conducte pentru transmiterea căldurii Icircnsă conductibilitatea scade cacircnd cuprul este impur icircn

momentul icircn care con ine 01ț impurită i deț elemente ca fosfor arsen siliciu sau fier valoarea conductibilită ii poate scădea chiar cu 20 De aceea icircnț electrotehnică se utilizează

numai cupru pur electrolitic

Densitatea curentă maximă a cuprului icircn aer deschis este de aproximativ 31times106 Am2

Ca toate metalele dacă cuprul este placat cu alt metal icircncepe un proces de coroziune galvanică

Atacirct cuprul cacirct i aliajele sale au o maleabilitate foarte ridicată (pot fi trase icircn foiș

sub iri) fiind i foarte u or de prelucrat Totodată ductilitatea cuprului este extraordinar deț ș ș

favorabilă astfel putacircndu-se ob ine fire foarte sub iri de cupru numiteț ț li eț (se foloseau icircntrecut la siguran ele fuzibile) Cuprul este un metal foarte moale cu o duritate de 3 pe scaraț

Mohs ( i 50 pe scara Vickers) puterea sa de trac iune situacircndu-se la 210ș ț MPa

Cuprul este singurul metal ce are culoarea arămie Foarte interesante sunt proprietă ileț

acestuia de a forma compu i de culoarea verde (carbonat clorură etc) neagră (oxid) sauș

albastră (sulfat i hidroxid)ș

Numărul atomic al cuprului este 29 iar simbolul chimic este Cu Masa atomică relativă

este 63546 Valen aț cuprului este icircn principal 1 sau 2 (cuprul formează o varietate rară decompu i i săruri cu starea de oxidare +1 i +2 care sunt de obicei numite săruriș ș ș cuproase sau

cuprice) de i mai rar poate fi chiar i 3 Acesta nu reac ionează cuș ș ț apa dar reac ionează icircncetț

cu aerul atmosferic icircn urma acestei reac ii pe suprafa a cuprului se formează un strat de cupruț ț

oxidat verde Icircn contrast cu oxidarea fierului la aer umed acest strat de oxid se opre te dinș

coroziune un strat de cocleală verde (carbonat de cupru) pot fi observate pe construc iile vechiț

din cupru cum ar fi Statuia Libertă iiț cea mai mare statuie din cupru din lume Majoritatea

sărurilor de cupru sunt higroscopice

12

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Raza atomică calculată are valoarea de 135 (145) picometri (pm) raza covalentă 138 picometri

(pm) iar raza van der Waals Cuprul prezintă conductivitate magnetică

Cuprul are 29 de izotopi doi dintre ace tiaș63

Cu iș65

Cu sunt stabili iar izotopul63

Cureprezintă 69 din totalitatea cuprului natural Ceilal i 27 deț izotopi sunt instabili (radioactivi)

cel mai stabil dintre cei radioactivi este 67Cu cu timpul de icircnjumătă ireț de 6183 de ore apteȘ

al i izotopi au fost caracteriza i Dintre izotopii radioactivi remarcămț ț63Cu care emite radia iiț

beta pozitive avacircnd ca rezultat izotopi de nichel icircn timp ce izotopul 65Cu cu emisii radioactive

beta negative are ca rezultat izotopi de zinc

Majoritatea cuprului scos din mină este sub formă de compu i cum ar fi sulfa i sauș ț

sulfuri Exemple de astfel de mine includ minele de la Chuquicamata din Chile BinghamCanyon Mine din Utah Statele Unite ale Americii iș El Chino Mine din New Mexico Statele

Unite ale Americii Icircn conformitate cu studiile efectuate de geologii britanici icircn 2005 Chile a

fost cel mai mare producător de cupru urmat pe locul doi de Statele Unite ale Americii

Indonezia iș Peru

Industria auto este unul dintre cei mai mari consumatori de cupru

13

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL IICUPTOARELE INDUSTRIALE

1 Clasificarea cuptoarelor industriale

In industrie există o mare varietate de cuptoare industriale cu diferite destinaţii Datorităacestei mari diversităţi se va realiza o clasificare pe baza unor caracteristici generale ale

cuptoarelor

După destinaţia tehnologică se deosebesc

bull cuptoare metalurgice (furnale pentru producerea fontei de minereu cuptoare pentru

producerea oţelului cuptoare pentru laminare)

bull cuptoare pentru industria constructoare de maşini (pentru tratamente termice pentru

forjare)

bull cuptoare pentru obţinerea cimentului

bull cuptoare pentru arderea materialelor ceramice

Icircn funcţie de procesele care au loc icircn cuptoare se deosebesc

bull cuptoare de topire şi de ardere icircn care icircncărcătura care se prelucrează se

bull icircncălzeşte pacircnă la topire (furnale cuptoare electrice cuptoare de creuzete de topit

sticla)

bull cuptoare de icircncălzire la care materialul supus prelucrării se icircncălzeşte sub temperaturade topire (recoacere călire)

bull cuptoare de uscare (uscătoare)

Datorită specificului lor cuptoarele de uscare constituie o grupa specială denumită

uscătoare

După regimul termic se deosebesc următoarele tipuri de cuptoare

bull cu regim de temperatură şi cu regim termic constante icircn timp (cuptoare cu bazin pentru

topirea sticlei cuptoare tunel cu funcţionare continuă)

14

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull cu regim de temperatură constant şi cu regim termic variabil (cuptoare cu funcţionare

continuă şi icircncărcare intermitentă)

bull cu regim de temperatură variabil şi cu regim termic constant (cuptoare circulare de tipHoffman)

bull cu regim de temperatură şi cu regim termic variabile icircn timp (cuptoare cu funcţionare

intermitentă)

După sursa de căldură se deosebesc cuploarele

bull cu combustibil solid (icircn strat sau pulverizat)

bull cu combustibil lichid

bull cu combustibil gazos

bull cu mai mulţi combustibili (lichid şi gazos sau solid şi gazos)

bull la care combustibilul face parte din icircncărcătură (de exemplu convertizoare cuptoare pentru

ars minereuri cu conţinut de sulf)

bull electrice

După modul de transmisie al căldurii

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului supus prelucrării datorită arderii

combustibilului solid care se amestecă cu materialul Căldura se transmite materialului de la

combustibilul incandescent (prin radiaţie şi conducţie termică) şi de la gazele de ardere (prin

radiaţie şi convecţie) Din această categorie fac parte majoritatea cuptoarelor verticale

(furnale cubilouri cuptoare de ars var)

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului supus prelucrării de la gazele de ardere

Acestea se mai numesc cuptoare cu flacără Transmisia căldurii la material se face icircn

principal prin radiaţie de la flacără de la pereţi si de la bolta cuptorului şi prin convecţie de

la gazele de ardere Din această grupă fac parte majoritatea cuptoarelor ca de exemplucuptoarele Martin cuptoarele de forjă cuptoarele pentru tratamente termice cuptoarele tunel

şi circulare

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului prin pereţii camerelor sau ai vasului icircn care

se află materialul Transmiterea căldurii către material se face mai ales prin radiaţie de la

pereţii camerelor sau vaselor prin conducţie dacă materialul vine icircn contact cu pereţii

vasului şi prin convecţie de Ia gazele aflate icircn cameră Din această categorie fac parte

cuptoarele cu muilă şi cele cu retortă)

15

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull cuptoare icircn care căldura se degajă icircn materialul supus prelucrării datorită reacţiilor exoterme

In aceste cuptoare particulele de material care intră icircn reacţie (a căror temperatură creşte)

transmit căldura particulelor alăturate prin radiaţie şi conducţie In cazul existenţei gazelor de ardere căldura se transmite prin radiaţie şi convecţie de Ia gaze la material In cazul icircn

care căldura degajară nu este suficientă se introduce o cantitate suplimentară de căldură

produsă prin arderea combustibilului Din această categorie fac parte cuptoarele pentru

arderea minereurilor care conţin sulfuri

bull cuptoare electrice icircn care căldura se transmite materialului prin radiaţie de la un arc electric

sau de la o rezistentă prin conducţie de la rezistenţă prin convecţie şi radiaţie de la gazele

icircncălzite de rezistenţă prin radiaţie şi conducţie de la pereţii icircncălziţi de o rezistenţă şi printrecerea curentului electric direct prin material Din ceasta categorie fac parte cuptoarele cu

arc electric pentru elaborarea oţelului cu rezistenţă electrică pentru tratamente termice de

inducţie pentru călire şi cu icircncălzire mixtă pentru obţinerea carburii de calciu (carbid)

După forma camerei de lucru Spaţiul de lucru este locul icircn care se aşează materialul

care trebuie tratat termic icircmpreună cu adaosurile necesare (de exemplu fondanţi) după forma

spaţiului de lucru se deosebesc

bullcuptoare verticale la care spaţiul de lucru este un put cu icircnălţimea de ce puţin o dată

şi jumătate mai mare decacirct diametrul (furnale cuptoare de varcubilouri)

bull cuptoare cu camere Spaţiul de lucru este o cameră cu pereţii permanenţi sau

temporari Materialul se aşează icircn cameră icircn strat icircnalt sub formă de racircnduri

bull cuptoare cu vatră la care spaţiul de lucru este prevăzut cu una sau mai multe vetre

pe care materialul se aşează icircntr-un strat subţire (cuptoare de icircncălzire pentru forjă cuptoare

de tratament termic)

bullcuptoare cilindrice rotative la care spaţiul de lucru al cuptorului este format dintr-un

tambur orizontal sau icircnclinat cu 5 10 grade -cuptoare tunel la care spaţiul de lucru este

format dintr-un canal orizontal de lungime mare icircn care materialul este transportat icircn

vagonete sau transportoare (cuptoare de icircncălzire pentru forjă)

bull cuptoare cu creuzete la care spaţiul de lucru este format dintr-o cameră icircn care se

aşează creuzetele icircn general materialul se obţine icircn creuzete icircn stare topită (cuptoare pentru

topirea metalelor neferoase)-cuptoare cu bazin la care spaţiul de lucru este format dintr-o

cameră prevăzută la partea inferioară cu un bazin icircn care produsul se obţine icircn stare topită

16

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

2 Elementele constructive ale cuptorului de inducţie cu creuzet

Principalele elemente constructive ale acestei instalaţii sunt carcasa inductorul

creuzetul conductele de alimentare (reţeaua scurtă) şi mecanismul de basculareCarcasa are rolul de a asigura rezistenţa mecanică a cuptorului şi de a permite

fixarea rigidă a creuzetului şi inductorului La cuptoarele neecranate (fără circuit

magnetic exterior) carcasa se confecţionează din materiale nemetalice (azbociment

lemn) sau metalice Carcasele metalice se secţionează pe verticală pe icircntreaga lor

lungime (2 3 secţionări) icircn zonele respective intercalacircnd u-se garnituri electroizolante fixate

cu şuruburi metalice şi bucşe izolante La cuptoarele ecranate carcasele se confecţionează

din oţel carbon obişnuit şi nu se secţioneazăCircuitele magnetice exterioare constau din pachete de tole de transformator fixate

rigid şi dispuse radial pentru a avea o răcire bună Grosimea tolelor este de 05 mm Ia

cuptoarele de frecvenţă industrială şi de 035 mm Ia cele de frecvenţă ridicată Pierderile

electrice icircn circuitul magnetic sunt de 04 05 din puterea activă totală a cuptorului iar

cantitatea de tablă silicioasă necesară este de circa 600700 kg pe tona de metal topit

Capacul cuptorului are rolul de a micşora pierderile de căldură prin radiaţie si se

confecţionează din unul sau mai multe straturi icircn funcţie de temperatura de golire a

metalului Se recomandă pentru toate cuptoarele dar mai ales la cele de mare capacitate

Deplasarea capacului se realizează cu mecanisme acţionate manual electric sau hidraulic

Inductorul reprezintă partea cea mai importantă a cuptorului şi se confecţionează sub

forma unei bobine cilindrice icircntr-un strat de preferinţă din ţeava profilată prin care circulă

apa de răcire Mărirea numărului de spire şi realizarea inductorului icircn mai multe straturi ar

permite reducerea curentului (eventual renunţarea la răcirea cu apă a acestuia) dar la aceleaşi

pierderi icircn cupru apar o serie de inconveniente cum ar fi icircnrăutăţirea cedării căldurii şi

majorarea fluxului de dispersie complicarea izolaţiei conductoarelor majorarea tensiunii Ia

bornele inductorului Referitor la răcirea cu aer a inductorului aceasta ar necesita un

interstiţiu suplimentar icircntre creuzet şi inductor lucru ce atrage după sine o icircnrăutăţire a

funcţionării cuptorului (randamentul electric şi factorul de putere scad mult)

Confecţionarea inductorului sub formă solenoidală din ţeava asigură o bună răcire a

acestuia Astfel la o temperatură a apei de răcire de +25 degC temperatura inductorului nu

depăşeşte +50 degC Apa de răcire trebuie să aibă icircnjur de +3545 degC icircn caz contrar

temperatura inductorului scade sub cea a mediului ambiant Dacă apa de răcire este prea

17

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

rece apare condens pe inductor ce periclitează izolaţia acestuia Orientativ la o viteză a apei

de răcire de 1 15ms densitatea de curent este de circa 20 Amm

Micşorarea pierderilor icircn cuprul inductorului nu este posibilă prin mărirea secţiuniitransversale a ţevii datorită efectului pelicuiar Grosimea peretelui ţevii orientată spre creuzet

trebuie să fie de ce puţin 13 ori mai mare decacirct adacircncimea de pătrundere a cacircmpului

electromagnetic icircn materialul ţevii La frecvenţe industriale adacircncimea de pătrundere fiind de

circa 10 mm inductorul se realizează din bară de cupru plină Pe faţa inductorului opusă

creuzetului se sudează o ţeava de cupru prin care va circula apa de răcire Izolarea spirelor se

face prin spaţii de aer de 12 cm sau prin straturi de micanită sticlostratitex cu grosimi de

minim 15 mmUnele inductoare au prize ce permit utilizarea raţională a puterii sursei icircn condiţiile

modificării impedanţei cuptorului icircn decursul elaborării şarjei sau ca urmare a uzurii

căptuşelii sau a trecerii de la o marcă de metal la alta

Căptuşeala creuzetului se confecţionează din material refractar granulat după ce

inductorul a fost montat Materialul refractar se icircndeasă prin batere (stampare) icircn spaţiul

dintre carcasa interioară (din carton de azbest sau micanită) a inductorului şi un şablon din

tablă de oţel ce se va topi la prima şarjă

Compoziţia materialului refractar se adoptă avacircnd icircn vedere

bull căderea mare de temperatură dintre metalul topit (circa 1600 degC la oţel) şi

inductorul răcit cu apa ce trebuie preluată de o grosime de numai 10 13 cm a

peretelui creuzetului (cu cacirct acest perete este mai subţire performanţele

electrice ale cuptorului sunt mai ridicate)

bull solicitarea mecanică a căptuşelii datorită presiunii hidrostatice a topiturii si

eforturilor electrodinamice din baia de metal topit

bull acţiunea chimică a diferitelor componente ale icircncărcăturii (de exemplu

manganul acţionează asupra căptuşelii acide formacircnd silicaţi ce impurifică

metalul iar siliciul distruge căptuşelile bazice)

Mecanismul de basculare poate fi cu acţionare hidraulică prin cabluri cu şurub sau

alte sisteme Rotirea cuptorului se poate face icircn jurul unei axe ce trece prin centrul său de

greutate (consum minim de energie) sau icircn jurul unei axe ce trece pe sub jgheabul de golire

Ultima variantă are avantajul că elimină manevrele cu oala de turnare care are o poziţie fixă

iar vacircna de metal fiind scurtă rezultă pierderi reduse de material prin oxidare

18

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Bascularea cuptorului se poate face şi cu ajutorul unui plan cu monoşina care deserveşte mai

multe cuptoare icircn acelaşi timp este folosit şi la icircncărcarea acestora

Cuptoarele de mare capacitate sunt acţionate hidraulic inclusiv deschidereacapacelor Dezavantajul rezidă icircn necesitatea unor spaţii mari sub cuptor pentru instalarea

cilindrilor hidraulici şi existenţa instalaţiilor de ulei sub presiune care scumpesc

echipamentul cuptorului Conductele de alimentare ale cuptorului trebuie să permită

icircnclinarea acestuia şi din punct de vedere constructiv deosebim două variante şi anume

bull reţea scurtă cu legături rigide ce utilizează contacte tip separator care se

deschid icircn momentul icircnclinării cuptorului Sistemul nu permite alimentarea

cuptorului icircn poziţie icircnclinată dar are lungime redusă şi deci pierderi mici prinefect Joule-Lentz Ca dezavantaj principal menţionăm icircntreţinerea periodică a

contactelor Densitatea de curent admisibilă a contactelor răcite cu apă este de

20- 30 Amm

bull reţea scurtă cu legături flexibile sistem frecvent utilizat care icircnlătură

dezavantajele variantei anterioare Ca inconveniente se menţionează lungimea

mare a cablurilor flexibile (cacircţiva metri) şi pierderile de putere pe

conductoarele acestora ultimele ajungacircnd pacircnă la 5 din puterea activă a

cuptorului Cablurile sunt răcite cu apă (circulă icircn interiorul unui furtun de

cauciuc icircn care este introdusă funia de cupru) şi admit o densitate de curent de

56 Amm2

3 Tehnologii de realizare a inductorului şi creuzetului

aConfecţionarea inductorului Inductorul nu are numai un rol electric acela de a crea cacircmpul magnetic din cuptor ci

si un rol mecanic de a consolida creuzetul şi de a mării rigiditatea acestuia Din acest motiv

construcţia inductorului este foarte importantă iar consolidarea spirelor sale trebuie făcută

corect avacircnd icircn vedere şi forţele electrodinamice care tind să expandeze spirele spre

exterior

Metodele de consolidare a inductorului depind de forma spirelor acestuia care pot fi

de tip elicoidal sau plan

19

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

La inductoarele cu spire plane trecerea de la o spiră Ia alta se face cu ajutorul unei

porţiuni icircnclinate a cărei lungime variază invers proporţional cu grosimea peretelui ţevii De

cele mai multe ori icircnaintea icircnfăşurării ţeava se umple cu nisipIcircnfăşurarea se face cu ajutorul unor tambun care se pot monta direct pe un strung

normal dacă diametrul inductorului nu este prea mare icircn cazul inductoarelor cu diametre de

052 m se folosesc utilaje specializate la care ţeava de inductor este trasă prin două perechi

de role (verticale şi orizontale) ce se deplasează de-a lungul tamburului pe măsură ce se

icircnfăşoară bobina Prin utilizarea unor role profilate concomitent cu icircnfăşurarea se poate

obţine şi modificarea formei secţiunii spirei (de la secţiune circulară la una rectangulară de

exemplu)Pentru obţinerea inductoarelor cu spire plane se utilizează un tambur prevăzut cu

pieptene ce constă dintr-o placă curbată pe care sunt sudate aripioare de oţel icircnclinate

corespunzător şi distanţate icircn funcţie de diametru ţevii Pieptenele se fixează de aşa

manieră icircncacirct după terminarea icircnfăşurării să se poată trage icircnăuntrul tamburului pentru a

permite scoaterea bobinei icircnclinarea ţevii icircn dreptul pieptenelui se face după icircncălzirea

porţiunii respective de spiră cu ajutorul unui arzător cu gaz

Pentru a evita deformarea profilului la icircnfăşurarea pe tambur trebuie respectate

anumite rapoarte icircntre dimetrul tamburului şi dimetrul exterior al ţevii icircn funcţie de grosimea

peretelui acesteia

Fixarea inductoarelor cu spire plane poate fi făcută prin presarea spirelor izolate icircntre

două plăci frontale confecţionate din materiale izolante cu ajutorul unor bride izolante

Stracircngerea plăcilor se face cu ajutorul unor scoabe din materiale nemagnetice introduse icircn

tăieturile practicate icircn bride şi apoi scoase prin orificiile plăcilor frontale şi fixate cu piuliţe

Fixarea inductorului de carcasa cuptorului se face cu ajutorul unor bolţuri ce trec prin

peretele carcasei şi presează lateral bridele Această construcţie asigură o rigiditate suficientă

creuzetului icircn timpul icircnclinării cuptorului Consolidarea inductoarelor cu spire icircnclinate

poate fi obţinută prin fixarea individuală a fiecărei spire de bridele verticale izolante prin

intermediul unor buloane de alamă lipite de spire Bridele se fixează de corpul cuptorului cu

ajutorul unor tiranţi a căror icircntindere se realizează prin piuliţe cu filet stacircnga - dreapta

4 Confecţionarea căptuşelii cuptoarelor de inducţie cu creuzet

20

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Căptuşeala refractară a cuptoarelor de inducţie cu creuzet se compune din elemente

constructive principale legate de creuzet printr-un strat de material refractar sub formă de

tencuialăBaza constituie suportul pe care se aşează creuzetul şi inductorul şi se zideşte direct

pe carcasa cuptorului La cuptoarele mici (50 100 kg icircncărcătura) baza se confecţionează

din blocuri fasonate fixate d 6 C3TC3SS CU bride şi buloane nemagnetice La unele

cuptoare se face din beton refractar sau azbociment sticlostratitext dar acestea au o durată

de viaţă scăzută

Cea mai utilizată este baza de cărămizi normale de şamotă zidite cu mortar obţinut

din 75 şamotă măcinată şi 25 argilă umedă Dacă este cazul (temperaturi ridicate aleşarjei) baza se realizează din mai multe straturi refractare şi termoizolante

Coroana refractară se confecţionează din blocuri de şamotă fasonate sau din cărămizi

normal de şamotă In coroană se fixează jgheabul de golire ce are rolul de a orienta şuvoiul

de metal topit atunci cacircnd se goleşte cuptorul

Jgheabul poate fi dintr-un singur bloc de şamotă (la cuptoarele mici) sau din mai

multe cărămizi de şamotă fasonate (la cuptoarele mari)

Creuzetul este partea cea mai solicitată a căptuşelii fund expus la gradiente de

temperatură de ordinul a 200degCcm şi la presiuni hidrostatice exercitate de metalul topit de

48 Ncm sau chiar mai mult De aceea alegerea corectă a formei şi dimensiunilor

creuzetului ca şi a materialelor refractare utilizate este de cea mai mare importanţă pentru

fiabilitatea şi siguranţă icircn funcţionarea cuptorului

Din punct de vedere electric grosimea peretelui creuzetului trebuie să fie minimă

pentru a avea un cuplaj cacirct mai bun icircntre inductor şi şarjă deci randament electric cacirct mai

ridicat Sub aspect mecanic şi termic grosimea peretelui creuzetului este bine să fie cacirct mai

mare pentru a avea pierderi de căldură mici(randament termic ridicat) şi solicitări mecanice

reduse

Grosimea optimă a peretelui creuzetului care a dat rezultate satisfăcătoare icircn practică

este de 1030 din diametrul creuzetului valori mai mari fiind recomandate pentru

cuptoarele mai mici Din considerente mecanice grosimea peretelui nu este constantă pe

toată icircnălţimea sa ci este mai mare la baza creuzetului astfel icircncacirct forma acestuia este

tronconică cu o icircnclinare de 24 De asemenea se folosesc şi creuzete cilindrotronconice

la care partea inferioară este sub formă de trunchi de con (cu icircnclinare de 24 pe o

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

icircnălţime de 13 14 din icircnălţimea creuzetului) icircntrucacirct aici corodarea cauzată de agitaţia

topiturii este maximă

Materiale refractare utilizate la confecţionarea creuzetului trebuie să suportetemperaturi pacircnă la 1650degC (topirea oţelului) să aibă coeficient de dilataţie cacirct mai mic (se

evită fisurarea creuzetului datorită variaţiilor de temperatură pe grosimea peretelui) şi să

reziste la acţiunea chimică a zgurei In general se utilizează amestecuri de materiale

refractare după reţete care au condus la durabilităţi ridicate ale creuzetului De menţionat ca

aceste reţete sunt dependente de metalul sau aliajul de topit

22

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL III

DIMENSIONAREA CUPTORULUI

1 DIMENSIONAREA CREUZETULUIDupă alegerea materialului refractar al creuzetului se stabilesc dimensiunile d2

(diametrul mediu) şi h2 (icircnălţimea maximă a icircncărcăturii ndash de siguranţă)

Materialul refractar Grafit

Volumul util 2

22

4

hd m

v sdotsdot

==π

ρ

unde ρrsquo este densitatea la temperatura mediului ambiant 200C

722 _ =topit met ρ kgdm3

Coeficientul de zvelteţe al băii

Acest coeficient ese impus pentru a obţine un randament electric şi termic cacirct mai mare şi se

alege din intervalul

==2

22 h

d c 05 1 =gt c2=06

Rezultă diametrul mediu al acestui cuptor cu creuzet este

23

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mdmmc

d 656056660828372

10006044333

2 ===sdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

=π ρ π

Diametrul mediu al cuptorului este

d 2= 0656 m

Cu ajutorul coeficientului de zvelteţe ales ( c=06 ) vom determina icircnălţimea creuzetului

mh

c

d h 11

60

65602

22 =rArr==

Icircnălţimea icircncărcăturii este

h2=11 m

Icircnălţimea creuzetului se adoptă cu circa 20 ndash 30 mai mare decacirct h2 pentru a ţine cont de

agitaţia băii şi de adăugarea bucăţilor solide de metal

Icircnălţimea creuzetului este21 251 hh sdot= deci

h1= 137m

Grosimea peretelui creuzetului este ac şi se adoptă pe baza relaţiei

020025012

==d ac

Vom adopta ac=013m deci

ac=013 m

Grosimea stratului izolator ndash diatomită ndash icircn general se ia valori de 1 ndash 10 cm

24

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Voi alege grosimea de 001 m deci

ai =001 m

2 RANDAMENTUL TERMIC AL CUPTORULUI

maad d ic 9260010130265602221 =+sdot+=sdot+sdot+=

- material refractar- diatomina

bull densitate ρ=700kgm3

bull conduciv termică λ=(016+031∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=900 oC

Pierderile laterale prin stratul de grafit şi diatomită

Pierderile laterale se calculează pentru primul strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

- pentru că se calculează aproximacircnd cuptorul cu un cilindru unde

l = h2 + ac2=1093+012=1143 m

W C

l

r

r

Ro

0002496070)1015010163(14312

2980

3980ln

2

ln

3

1

2

=sdotsdotminussdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

= minusπ λ π λ

25

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Deci rezistenţa termică a grafitului este

R λ =249607∙10-4 oCW

Pierderile laterale se calculează pentru al doilea strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

Temperatura la suprafaţa interioară a stratului termoizolant se consideră Θ=150 oC

W C

S

a R

oc 05271730

)15010310160(5934

0503

2

=sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

( ) 593441 222 =sdotsdotΘsdot= hS π m2

R λ =00527173 oCW

Rezistenţa totală este

052966900527173010496072 4

21 =+sdot=+= minusλ λ R R Rtot

oCW

Pierderile laterale

82921132705296690

150700 =minus=ΘminusΘ=Φtot

ambiant golirelateral R

W

Pierderile laterale

Φlaterale= 113278292 W

26

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Transferul de căldură prin porţiunea inferioară

W C S

a R o8386560)2010310160(7174390

10 3inf

inf =sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

71743904

9560

4

22

23 =

sdot=

Θsdot=

π π S m2

440328708386560

20700inf

inf =minus=ΘminusΘ=Φλ R

ambiant golire W

Pierderile prin partea inferioară a cuptorului

Φinf = 87044032W

Transferul de căldură prin capac

Vom considera capacul acestui cuptor din fibre ceramice care are următoarele proprietăţi

fizice

bull densitate ρ=50 kgm3

bullconducivitate termică λ=(01+04∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=1300 oC

cu grosimea de g=6 cm

Rezistenţa termică a capacului

144191007174390)1200104010(

0603 =sdotsdotsdot+=sdot= minus

capaccapac S

g R λ

oCW

27

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Fluxul termic prin capac este date de

02438492414419100

40700=

minus=

ΘminusΘ=Φ

capac

ambiant golirecapac R

W

Pierderile prin capacul cuptorului

Φcapac= 492402438 W

Deci pierderile totale rezulta icircnsumacircnd aceste trei pierderi adică

capacerior lateral TOTAL Φ+Φ+Φ=Φ inf

Adică

2939041712202438492444032870829211327inf =++=Φ+Φ+Φ=Φ capacerior lateral TOTAL W

23351

3501000

=sdot

=sdotsdot

=sdot

=t

iV

t

im P u

ρ kW

81911217233

233=

+=

+=

t u

ut p P

P η

Puterea transformată icircn căldură icircn şarjă la randament 891=t η

26091051

35010002 =

sdotsdot

=sdotsdot

=t topiret

im P

η kW

28

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 7: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

h2 ndash este icircnălţimea icircncărcăturii care este mai mic cu aproximativ 30 din motive de securitate

5 C5 CUPRULUPRUL

Cuprul (numit i aramă) este un element din tabelul periodic avacircnd simbolul Cu iș ș

numărul atomic 29

Cuprul este un metal de culoare ro cată foarte bun conducător de electricitate i căldurăș ș

Cuprul a fost folosit de oameni din cele mai vechi timpuri arheologii descoperind obiecte din

acest metal datacircnd din 8700 icircHr A fost unul din primele metale folosite deoarece cantită iț

mici din el apar icircn unele locuri icircn stare liberă Principalele minereuri ale cuprului sunt

calcozina (sulfura de cupru) calcopirita sau criscolul (ferosulfura de cupru) cupritul (oxidulcupros) i malachitul i azuritul (ambele forme ale carbonatului basic de cupru) Metoda folosităș ș

pentru extrac ia de cupru depinde natura minereului Dacă cuprul se găse te icircn stare liberă elț ș

poate fi separat prin sfăracircmarea minereului icircn bucă i mici i amestecarea sa cu apa Cuprulț ș

fiind relativ greu se depune pe fund Cuprul care are o puritate de peste 99 este folosit la

fabricarea conductelor de gaz i apa a materialelor pentru acoperi uri a ustensilelor i a unor ș ș ș

obiecte ornamentale Deoarece cuprul este un bun conducător de căldură se utilizează la boilere

i alte dispozitive ce implică transferul de căldură sau folie de cupru (simplu strat) sau douăș

(dublu strat) se folose te ca PCB Originea numelui din cuvacircntul latinesc cyprium (dupa insulaș

Cipru)

Icircn stare solidă de metal cuprul are culoare ro ie-portocalie aceasta fiind principalaș

proprietate după care se deosebe te de alteș elemente De obicei majoritatea compu ilor ș

anorganici dar i organici ai cuprului au oș culoare albastră de i unii pot fi iș ș verzui sau vernil

Sistemul de cristalizare al cuprului este cubic cu fe e centrate lipsind prezen aț ț

polimorfismului Una dintre dezavantajele cuprului este fenomenul de coclire (icircnverzire) ce

poate fi observat adesea pe vasele vechi sau pe monedele (la moneda romacircnească de 5 bani)

Icircmpreună cu osmiul (albastru) iș aurul (galben-auriu) cuprul este unul dintre cele trei metale

elementare care are altă culoare naturală icircn afară de gri sau argintiu Cuprul pur este portocaliu-

ro u i dobacircnde te o pată ro iatică icircn momentul expunerii laș ș ș ș aer urmacircnd să se icircnverzească mai

tacircrziu

Duritatea cuprului este relativ mică (3 pe scara Mohs) dar este destul de rezistent la

rupere i foarte ductil (poate fi tras icircn fire) putacircnd fi modelat la presiuni mariș

Conductibilitatea calorică este asemănătoare cu a argintului (1 fa ă de 093 aț argintului) i multș

11

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mai mare decacirct a altor metale uzuale Tocmai datorită acestei proprietă i cuprul se utilizează icircnț

conducte pentru transmiterea căldurii Icircnsă conductibilitatea scade cacircnd cuprul este impur icircn

momentul icircn care con ine 01ț impurită i deț elemente ca fosfor arsen siliciu sau fier valoarea conductibilită ii poate scădea chiar cu 20 De aceea icircnț electrotehnică se utilizează

numai cupru pur electrolitic

Densitatea curentă maximă a cuprului icircn aer deschis este de aproximativ 31times106 Am2

Ca toate metalele dacă cuprul este placat cu alt metal icircncepe un proces de coroziune galvanică

Atacirct cuprul cacirct i aliajele sale au o maleabilitate foarte ridicată (pot fi trase icircn foiș

sub iri) fiind i foarte u or de prelucrat Totodată ductilitatea cuprului este extraordinar deț ș ș

favorabilă astfel putacircndu-se ob ine fire foarte sub iri de cupru numiteț ț li eț (se foloseau icircntrecut la siguran ele fuzibile) Cuprul este un metal foarte moale cu o duritate de 3 pe scaraț

Mohs ( i 50 pe scara Vickers) puterea sa de trac iune situacircndu-se la 210ș ț MPa

Cuprul este singurul metal ce are culoarea arămie Foarte interesante sunt proprietă ileț

acestuia de a forma compu i de culoarea verde (carbonat clorură etc) neagră (oxid) sauș

albastră (sulfat i hidroxid)ș

Numărul atomic al cuprului este 29 iar simbolul chimic este Cu Masa atomică relativă

este 63546 Valen aț cuprului este icircn principal 1 sau 2 (cuprul formează o varietate rară decompu i i săruri cu starea de oxidare +1 i +2 care sunt de obicei numite săruriș ș ș cuproase sau

cuprice) de i mai rar poate fi chiar i 3 Acesta nu reac ionează cuș ș ț apa dar reac ionează icircncetț

cu aerul atmosferic icircn urma acestei reac ii pe suprafa a cuprului se formează un strat de cupruț ț

oxidat verde Icircn contrast cu oxidarea fierului la aer umed acest strat de oxid se opre te dinș

coroziune un strat de cocleală verde (carbonat de cupru) pot fi observate pe construc iile vechiț

din cupru cum ar fi Statuia Libertă iiț cea mai mare statuie din cupru din lume Majoritatea

sărurilor de cupru sunt higroscopice

12

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Raza atomică calculată are valoarea de 135 (145) picometri (pm) raza covalentă 138 picometri

(pm) iar raza van der Waals Cuprul prezintă conductivitate magnetică

Cuprul are 29 de izotopi doi dintre ace tiaș63

Cu iș65

Cu sunt stabili iar izotopul63

Cureprezintă 69 din totalitatea cuprului natural Ceilal i 27 deț izotopi sunt instabili (radioactivi)

cel mai stabil dintre cei radioactivi este 67Cu cu timpul de icircnjumătă ireț de 6183 de ore apteȘ

al i izotopi au fost caracteriza i Dintre izotopii radioactivi remarcămț ț63Cu care emite radia iiț

beta pozitive avacircnd ca rezultat izotopi de nichel icircn timp ce izotopul 65Cu cu emisii radioactive

beta negative are ca rezultat izotopi de zinc

Majoritatea cuprului scos din mină este sub formă de compu i cum ar fi sulfa i sauș ț

sulfuri Exemple de astfel de mine includ minele de la Chuquicamata din Chile BinghamCanyon Mine din Utah Statele Unite ale Americii iș El Chino Mine din New Mexico Statele

Unite ale Americii Icircn conformitate cu studiile efectuate de geologii britanici icircn 2005 Chile a

fost cel mai mare producător de cupru urmat pe locul doi de Statele Unite ale Americii

Indonezia iș Peru

Industria auto este unul dintre cei mai mari consumatori de cupru

13

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL IICUPTOARELE INDUSTRIALE

1 Clasificarea cuptoarelor industriale

In industrie există o mare varietate de cuptoare industriale cu diferite destinaţii Datorităacestei mari diversităţi se va realiza o clasificare pe baza unor caracteristici generale ale

cuptoarelor

După destinaţia tehnologică se deosebesc

bull cuptoare metalurgice (furnale pentru producerea fontei de minereu cuptoare pentru

producerea oţelului cuptoare pentru laminare)

bull cuptoare pentru industria constructoare de maşini (pentru tratamente termice pentru

forjare)

bull cuptoare pentru obţinerea cimentului

bull cuptoare pentru arderea materialelor ceramice

Icircn funcţie de procesele care au loc icircn cuptoare se deosebesc

bull cuptoare de topire şi de ardere icircn care icircncărcătura care se prelucrează se

bull icircncălzeşte pacircnă la topire (furnale cuptoare electrice cuptoare de creuzete de topit

sticla)

bull cuptoare de icircncălzire la care materialul supus prelucrării se icircncălzeşte sub temperaturade topire (recoacere călire)

bull cuptoare de uscare (uscătoare)

Datorită specificului lor cuptoarele de uscare constituie o grupa specială denumită

uscătoare

După regimul termic se deosebesc următoarele tipuri de cuptoare

bull cu regim de temperatură şi cu regim termic constante icircn timp (cuptoare cu bazin pentru

topirea sticlei cuptoare tunel cu funcţionare continuă)

14

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull cu regim de temperatură constant şi cu regim termic variabil (cuptoare cu funcţionare

continuă şi icircncărcare intermitentă)

bull cu regim de temperatură variabil şi cu regim termic constant (cuptoare circulare de tipHoffman)

bull cu regim de temperatură şi cu regim termic variabile icircn timp (cuptoare cu funcţionare

intermitentă)

După sursa de căldură se deosebesc cuploarele

bull cu combustibil solid (icircn strat sau pulverizat)

bull cu combustibil lichid

bull cu combustibil gazos

bull cu mai mulţi combustibili (lichid şi gazos sau solid şi gazos)

bull la care combustibilul face parte din icircncărcătură (de exemplu convertizoare cuptoare pentru

ars minereuri cu conţinut de sulf)

bull electrice

După modul de transmisie al căldurii

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului supus prelucrării datorită arderii

combustibilului solid care se amestecă cu materialul Căldura se transmite materialului de la

combustibilul incandescent (prin radiaţie şi conducţie termică) şi de la gazele de ardere (prin

radiaţie şi convecţie) Din această categorie fac parte majoritatea cuptoarelor verticale

(furnale cubilouri cuptoare de ars var)

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului supus prelucrării de la gazele de ardere

Acestea se mai numesc cuptoare cu flacără Transmisia căldurii la material se face icircn

principal prin radiaţie de la flacără de la pereţi si de la bolta cuptorului şi prin convecţie de

la gazele de ardere Din această grupă fac parte majoritatea cuptoarelor ca de exemplucuptoarele Martin cuptoarele de forjă cuptoarele pentru tratamente termice cuptoarele tunel

şi circulare

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului prin pereţii camerelor sau ai vasului icircn care

se află materialul Transmiterea căldurii către material se face mai ales prin radiaţie de la

pereţii camerelor sau vaselor prin conducţie dacă materialul vine icircn contact cu pereţii

vasului şi prin convecţie de Ia gazele aflate icircn cameră Din această categorie fac parte

cuptoarele cu muilă şi cele cu retortă)

15

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull cuptoare icircn care căldura se degajă icircn materialul supus prelucrării datorită reacţiilor exoterme

In aceste cuptoare particulele de material care intră icircn reacţie (a căror temperatură creşte)

transmit căldura particulelor alăturate prin radiaţie şi conducţie In cazul existenţei gazelor de ardere căldura se transmite prin radiaţie şi convecţie de Ia gaze la material In cazul icircn

care căldura degajară nu este suficientă se introduce o cantitate suplimentară de căldură

produsă prin arderea combustibilului Din această categorie fac parte cuptoarele pentru

arderea minereurilor care conţin sulfuri

bull cuptoare electrice icircn care căldura se transmite materialului prin radiaţie de la un arc electric

sau de la o rezistentă prin conducţie de la rezistenţă prin convecţie şi radiaţie de la gazele

icircncălzite de rezistenţă prin radiaţie şi conducţie de la pereţii icircncălziţi de o rezistenţă şi printrecerea curentului electric direct prin material Din ceasta categorie fac parte cuptoarele cu

arc electric pentru elaborarea oţelului cu rezistenţă electrică pentru tratamente termice de

inducţie pentru călire şi cu icircncălzire mixtă pentru obţinerea carburii de calciu (carbid)

După forma camerei de lucru Spaţiul de lucru este locul icircn care se aşează materialul

care trebuie tratat termic icircmpreună cu adaosurile necesare (de exemplu fondanţi) după forma

spaţiului de lucru se deosebesc

bullcuptoare verticale la care spaţiul de lucru este un put cu icircnălţimea de ce puţin o dată

şi jumătate mai mare decacirct diametrul (furnale cuptoare de varcubilouri)

bull cuptoare cu camere Spaţiul de lucru este o cameră cu pereţii permanenţi sau

temporari Materialul se aşează icircn cameră icircn strat icircnalt sub formă de racircnduri

bull cuptoare cu vatră la care spaţiul de lucru este prevăzut cu una sau mai multe vetre

pe care materialul se aşează icircntr-un strat subţire (cuptoare de icircncălzire pentru forjă cuptoare

de tratament termic)

bullcuptoare cilindrice rotative la care spaţiul de lucru al cuptorului este format dintr-un

tambur orizontal sau icircnclinat cu 5 10 grade -cuptoare tunel la care spaţiul de lucru este

format dintr-un canal orizontal de lungime mare icircn care materialul este transportat icircn

vagonete sau transportoare (cuptoare de icircncălzire pentru forjă)

bull cuptoare cu creuzete la care spaţiul de lucru este format dintr-o cameră icircn care se

aşează creuzetele icircn general materialul se obţine icircn creuzete icircn stare topită (cuptoare pentru

topirea metalelor neferoase)-cuptoare cu bazin la care spaţiul de lucru este format dintr-o

cameră prevăzută la partea inferioară cu un bazin icircn care produsul se obţine icircn stare topită

16

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

2 Elementele constructive ale cuptorului de inducţie cu creuzet

Principalele elemente constructive ale acestei instalaţii sunt carcasa inductorul

creuzetul conductele de alimentare (reţeaua scurtă) şi mecanismul de basculareCarcasa are rolul de a asigura rezistenţa mecanică a cuptorului şi de a permite

fixarea rigidă a creuzetului şi inductorului La cuptoarele neecranate (fără circuit

magnetic exterior) carcasa se confecţionează din materiale nemetalice (azbociment

lemn) sau metalice Carcasele metalice se secţionează pe verticală pe icircntreaga lor

lungime (2 3 secţionări) icircn zonele respective intercalacircnd u-se garnituri electroizolante fixate

cu şuruburi metalice şi bucşe izolante La cuptoarele ecranate carcasele se confecţionează

din oţel carbon obişnuit şi nu se secţioneazăCircuitele magnetice exterioare constau din pachete de tole de transformator fixate

rigid şi dispuse radial pentru a avea o răcire bună Grosimea tolelor este de 05 mm Ia

cuptoarele de frecvenţă industrială şi de 035 mm Ia cele de frecvenţă ridicată Pierderile

electrice icircn circuitul magnetic sunt de 04 05 din puterea activă totală a cuptorului iar

cantitatea de tablă silicioasă necesară este de circa 600700 kg pe tona de metal topit

Capacul cuptorului are rolul de a micşora pierderile de căldură prin radiaţie si se

confecţionează din unul sau mai multe straturi icircn funcţie de temperatura de golire a

metalului Se recomandă pentru toate cuptoarele dar mai ales la cele de mare capacitate

Deplasarea capacului se realizează cu mecanisme acţionate manual electric sau hidraulic

Inductorul reprezintă partea cea mai importantă a cuptorului şi se confecţionează sub

forma unei bobine cilindrice icircntr-un strat de preferinţă din ţeava profilată prin care circulă

apa de răcire Mărirea numărului de spire şi realizarea inductorului icircn mai multe straturi ar

permite reducerea curentului (eventual renunţarea la răcirea cu apă a acestuia) dar la aceleaşi

pierderi icircn cupru apar o serie de inconveniente cum ar fi icircnrăutăţirea cedării căldurii şi

majorarea fluxului de dispersie complicarea izolaţiei conductoarelor majorarea tensiunii Ia

bornele inductorului Referitor la răcirea cu aer a inductorului aceasta ar necesita un

interstiţiu suplimentar icircntre creuzet şi inductor lucru ce atrage după sine o icircnrăutăţire a

funcţionării cuptorului (randamentul electric şi factorul de putere scad mult)

Confecţionarea inductorului sub formă solenoidală din ţeava asigură o bună răcire a

acestuia Astfel la o temperatură a apei de răcire de +25 degC temperatura inductorului nu

depăşeşte +50 degC Apa de răcire trebuie să aibă icircnjur de +3545 degC icircn caz contrar

temperatura inductorului scade sub cea a mediului ambiant Dacă apa de răcire este prea

17

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

rece apare condens pe inductor ce periclitează izolaţia acestuia Orientativ la o viteză a apei

de răcire de 1 15ms densitatea de curent este de circa 20 Amm

Micşorarea pierderilor icircn cuprul inductorului nu este posibilă prin mărirea secţiuniitransversale a ţevii datorită efectului pelicuiar Grosimea peretelui ţevii orientată spre creuzet

trebuie să fie de ce puţin 13 ori mai mare decacirct adacircncimea de pătrundere a cacircmpului

electromagnetic icircn materialul ţevii La frecvenţe industriale adacircncimea de pătrundere fiind de

circa 10 mm inductorul se realizează din bară de cupru plină Pe faţa inductorului opusă

creuzetului se sudează o ţeava de cupru prin care va circula apa de răcire Izolarea spirelor se

face prin spaţii de aer de 12 cm sau prin straturi de micanită sticlostratitex cu grosimi de

minim 15 mmUnele inductoare au prize ce permit utilizarea raţională a puterii sursei icircn condiţiile

modificării impedanţei cuptorului icircn decursul elaborării şarjei sau ca urmare a uzurii

căptuşelii sau a trecerii de la o marcă de metal la alta

Căptuşeala creuzetului se confecţionează din material refractar granulat după ce

inductorul a fost montat Materialul refractar se icircndeasă prin batere (stampare) icircn spaţiul

dintre carcasa interioară (din carton de azbest sau micanită) a inductorului şi un şablon din

tablă de oţel ce se va topi la prima şarjă

Compoziţia materialului refractar se adoptă avacircnd icircn vedere

bull căderea mare de temperatură dintre metalul topit (circa 1600 degC la oţel) şi

inductorul răcit cu apa ce trebuie preluată de o grosime de numai 10 13 cm a

peretelui creuzetului (cu cacirct acest perete este mai subţire performanţele

electrice ale cuptorului sunt mai ridicate)

bull solicitarea mecanică a căptuşelii datorită presiunii hidrostatice a topiturii si

eforturilor electrodinamice din baia de metal topit

bull acţiunea chimică a diferitelor componente ale icircncărcăturii (de exemplu

manganul acţionează asupra căptuşelii acide formacircnd silicaţi ce impurifică

metalul iar siliciul distruge căptuşelile bazice)

Mecanismul de basculare poate fi cu acţionare hidraulică prin cabluri cu şurub sau

alte sisteme Rotirea cuptorului se poate face icircn jurul unei axe ce trece prin centrul său de

greutate (consum minim de energie) sau icircn jurul unei axe ce trece pe sub jgheabul de golire

Ultima variantă are avantajul că elimină manevrele cu oala de turnare care are o poziţie fixă

iar vacircna de metal fiind scurtă rezultă pierderi reduse de material prin oxidare

18

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Bascularea cuptorului se poate face şi cu ajutorul unui plan cu monoşina care deserveşte mai

multe cuptoare icircn acelaşi timp este folosit şi la icircncărcarea acestora

Cuptoarele de mare capacitate sunt acţionate hidraulic inclusiv deschidereacapacelor Dezavantajul rezidă icircn necesitatea unor spaţii mari sub cuptor pentru instalarea

cilindrilor hidraulici şi existenţa instalaţiilor de ulei sub presiune care scumpesc

echipamentul cuptorului Conductele de alimentare ale cuptorului trebuie să permită

icircnclinarea acestuia şi din punct de vedere constructiv deosebim două variante şi anume

bull reţea scurtă cu legături rigide ce utilizează contacte tip separator care se

deschid icircn momentul icircnclinării cuptorului Sistemul nu permite alimentarea

cuptorului icircn poziţie icircnclinată dar are lungime redusă şi deci pierderi mici prinefect Joule-Lentz Ca dezavantaj principal menţionăm icircntreţinerea periodică a

contactelor Densitatea de curent admisibilă a contactelor răcite cu apă este de

20- 30 Amm

bull reţea scurtă cu legături flexibile sistem frecvent utilizat care icircnlătură

dezavantajele variantei anterioare Ca inconveniente se menţionează lungimea

mare a cablurilor flexibile (cacircţiva metri) şi pierderile de putere pe

conductoarele acestora ultimele ajungacircnd pacircnă la 5 din puterea activă a

cuptorului Cablurile sunt răcite cu apă (circulă icircn interiorul unui furtun de

cauciuc icircn care este introdusă funia de cupru) şi admit o densitate de curent de

56 Amm2

3 Tehnologii de realizare a inductorului şi creuzetului

aConfecţionarea inductorului Inductorul nu are numai un rol electric acela de a crea cacircmpul magnetic din cuptor ci

si un rol mecanic de a consolida creuzetul şi de a mării rigiditatea acestuia Din acest motiv

construcţia inductorului este foarte importantă iar consolidarea spirelor sale trebuie făcută

corect avacircnd icircn vedere şi forţele electrodinamice care tind să expandeze spirele spre

exterior

Metodele de consolidare a inductorului depind de forma spirelor acestuia care pot fi

de tip elicoidal sau plan

19

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

La inductoarele cu spire plane trecerea de la o spiră Ia alta se face cu ajutorul unei

porţiuni icircnclinate a cărei lungime variază invers proporţional cu grosimea peretelui ţevii De

cele mai multe ori icircnaintea icircnfăşurării ţeava se umple cu nisipIcircnfăşurarea se face cu ajutorul unor tambun care se pot monta direct pe un strung

normal dacă diametrul inductorului nu este prea mare icircn cazul inductoarelor cu diametre de

052 m se folosesc utilaje specializate la care ţeava de inductor este trasă prin două perechi

de role (verticale şi orizontale) ce se deplasează de-a lungul tamburului pe măsură ce se

icircnfăşoară bobina Prin utilizarea unor role profilate concomitent cu icircnfăşurarea se poate

obţine şi modificarea formei secţiunii spirei (de la secţiune circulară la una rectangulară de

exemplu)Pentru obţinerea inductoarelor cu spire plane se utilizează un tambur prevăzut cu

pieptene ce constă dintr-o placă curbată pe care sunt sudate aripioare de oţel icircnclinate

corespunzător şi distanţate icircn funcţie de diametru ţevii Pieptenele se fixează de aşa

manieră icircncacirct după terminarea icircnfăşurării să se poată trage icircnăuntrul tamburului pentru a

permite scoaterea bobinei icircnclinarea ţevii icircn dreptul pieptenelui se face după icircncălzirea

porţiunii respective de spiră cu ajutorul unui arzător cu gaz

Pentru a evita deformarea profilului la icircnfăşurarea pe tambur trebuie respectate

anumite rapoarte icircntre dimetrul tamburului şi dimetrul exterior al ţevii icircn funcţie de grosimea

peretelui acesteia

Fixarea inductoarelor cu spire plane poate fi făcută prin presarea spirelor izolate icircntre

două plăci frontale confecţionate din materiale izolante cu ajutorul unor bride izolante

Stracircngerea plăcilor se face cu ajutorul unor scoabe din materiale nemagnetice introduse icircn

tăieturile practicate icircn bride şi apoi scoase prin orificiile plăcilor frontale şi fixate cu piuliţe

Fixarea inductorului de carcasa cuptorului se face cu ajutorul unor bolţuri ce trec prin

peretele carcasei şi presează lateral bridele Această construcţie asigură o rigiditate suficientă

creuzetului icircn timpul icircnclinării cuptorului Consolidarea inductoarelor cu spire icircnclinate

poate fi obţinută prin fixarea individuală a fiecărei spire de bridele verticale izolante prin

intermediul unor buloane de alamă lipite de spire Bridele se fixează de corpul cuptorului cu

ajutorul unor tiranţi a căror icircntindere se realizează prin piuliţe cu filet stacircnga - dreapta

4 Confecţionarea căptuşelii cuptoarelor de inducţie cu creuzet

20

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Căptuşeala refractară a cuptoarelor de inducţie cu creuzet se compune din elemente

constructive principale legate de creuzet printr-un strat de material refractar sub formă de

tencuialăBaza constituie suportul pe care se aşează creuzetul şi inductorul şi se zideşte direct

pe carcasa cuptorului La cuptoarele mici (50 100 kg icircncărcătura) baza se confecţionează

din blocuri fasonate fixate d 6 C3TC3SS CU bride şi buloane nemagnetice La unele

cuptoare se face din beton refractar sau azbociment sticlostratitext dar acestea au o durată

de viaţă scăzută

Cea mai utilizată este baza de cărămizi normale de şamotă zidite cu mortar obţinut

din 75 şamotă măcinată şi 25 argilă umedă Dacă este cazul (temperaturi ridicate aleşarjei) baza se realizează din mai multe straturi refractare şi termoizolante

Coroana refractară se confecţionează din blocuri de şamotă fasonate sau din cărămizi

normal de şamotă In coroană se fixează jgheabul de golire ce are rolul de a orienta şuvoiul

de metal topit atunci cacircnd se goleşte cuptorul

Jgheabul poate fi dintr-un singur bloc de şamotă (la cuptoarele mici) sau din mai

multe cărămizi de şamotă fasonate (la cuptoarele mari)

Creuzetul este partea cea mai solicitată a căptuşelii fund expus la gradiente de

temperatură de ordinul a 200degCcm şi la presiuni hidrostatice exercitate de metalul topit de

48 Ncm sau chiar mai mult De aceea alegerea corectă a formei şi dimensiunilor

creuzetului ca şi a materialelor refractare utilizate este de cea mai mare importanţă pentru

fiabilitatea şi siguranţă icircn funcţionarea cuptorului

Din punct de vedere electric grosimea peretelui creuzetului trebuie să fie minimă

pentru a avea un cuplaj cacirct mai bun icircntre inductor şi şarjă deci randament electric cacirct mai

ridicat Sub aspect mecanic şi termic grosimea peretelui creuzetului este bine să fie cacirct mai

mare pentru a avea pierderi de căldură mici(randament termic ridicat) şi solicitări mecanice

reduse

Grosimea optimă a peretelui creuzetului care a dat rezultate satisfăcătoare icircn practică

este de 1030 din diametrul creuzetului valori mai mari fiind recomandate pentru

cuptoarele mai mici Din considerente mecanice grosimea peretelui nu este constantă pe

toată icircnălţimea sa ci este mai mare la baza creuzetului astfel icircncacirct forma acestuia este

tronconică cu o icircnclinare de 24 De asemenea se folosesc şi creuzete cilindrotronconice

la care partea inferioară este sub formă de trunchi de con (cu icircnclinare de 24 pe o

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

icircnălţime de 13 14 din icircnălţimea creuzetului) icircntrucacirct aici corodarea cauzată de agitaţia

topiturii este maximă

Materiale refractare utilizate la confecţionarea creuzetului trebuie să suportetemperaturi pacircnă la 1650degC (topirea oţelului) să aibă coeficient de dilataţie cacirct mai mic (se

evită fisurarea creuzetului datorită variaţiilor de temperatură pe grosimea peretelui) şi să

reziste la acţiunea chimică a zgurei In general se utilizează amestecuri de materiale

refractare după reţete care au condus la durabilităţi ridicate ale creuzetului De menţionat ca

aceste reţete sunt dependente de metalul sau aliajul de topit

22

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL III

DIMENSIONAREA CUPTORULUI

1 DIMENSIONAREA CREUZETULUIDupă alegerea materialului refractar al creuzetului se stabilesc dimensiunile d2

(diametrul mediu) şi h2 (icircnălţimea maximă a icircncărcăturii ndash de siguranţă)

Materialul refractar Grafit

Volumul util 2

22

4

hd m

v sdotsdot

==π

ρ

unde ρrsquo este densitatea la temperatura mediului ambiant 200C

722 _ =topit met ρ kgdm3

Coeficientul de zvelteţe al băii

Acest coeficient ese impus pentru a obţine un randament electric şi termic cacirct mai mare şi se

alege din intervalul

==2

22 h

d c 05 1 =gt c2=06

Rezultă diametrul mediu al acestui cuptor cu creuzet este

23

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mdmmc

d 656056660828372

10006044333

2 ===sdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

=π ρ π

Diametrul mediu al cuptorului este

d 2= 0656 m

Cu ajutorul coeficientului de zvelteţe ales ( c=06 ) vom determina icircnălţimea creuzetului

mh

c

d h 11

60

65602

22 =rArr==

Icircnălţimea icircncărcăturii este

h2=11 m

Icircnălţimea creuzetului se adoptă cu circa 20 ndash 30 mai mare decacirct h2 pentru a ţine cont de

agitaţia băii şi de adăugarea bucăţilor solide de metal

Icircnălţimea creuzetului este21 251 hh sdot= deci

h1= 137m

Grosimea peretelui creuzetului este ac şi se adoptă pe baza relaţiei

020025012

==d ac

Vom adopta ac=013m deci

ac=013 m

Grosimea stratului izolator ndash diatomită ndash icircn general se ia valori de 1 ndash 10 cm

24

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Voi alege grosimea de 001 m deci

ai =001 m

2 RANDAMENTUL TERMIC AL CUPTORULUI

maad d ic 9260010130265602221 =+sdot+=sdot+sdot+=

- material refractar- diatomina

bull densitate ρ=700kgm3

bull conduciv termică λ=(016+031∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=900 oC

Pierderile laterale prin stratul de grafit şi diatomită

Pierderile laterale se calculează pentru primul strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

- pentru că se calculează aproximacircnd cuptorul cu un cilindru unde

l = h2 + ac2=1093+012=1143 m

W C

l

r

r

Ro

0002496070)1015010163(14312

2980

3980ln

2

ln

3

1

2

=sdotsdotminussdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

= minusπ λ π λ

25

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Deci rezistenţa termică a grafitului este

R λ =249607∙10-4 oCW

Pierderile laterale se calculează pentru al doilea strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

Temperatura la suprafaţa interioară a stratului termoizolant se consideră Θ=150 oC

W C

S

a R

oc 05271730

)15010310160(5934

0503

2

=sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

( ) 593441 222 =sdotsdotΘsdot= hS π m2

R λ =00527173 oCW

Rezistenţa totală este

052966900527173010496072 4

21 =+sdot=+= minusλ λ R R Rtot

oCW

Pierderile laterale

82921132705296690

150700 =minus=ΘminusΘ=Φtot

ambiant golirelateral R

W

Pierderile laterale

Φlaterale= 113278292 W

26

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Transferul de căldură prin porţiunea inferioară

W C S

a R o8386560)2010310160(7174390

10 3inf

inf =sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

71743904

9560

4

22

23 =

sdot=

Θsdot=

π π S m2

440328708386560

20700inf

inf =minus=ΘminusΘ=Φλ R

ambiant golire W

Pierderile prin partea inferioară a cuptorului

Φinf = 87044032W

Transferul de căldură prin capac

Vom considera capacul acestui cuptor din fibre ceramice care are următoarele proprietăţi

fizice

bull densitate ρ=50 kgm3

bullconducivitate termică λ=(01+04∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=1300 oC

cu grosimea de g=6 cm

Rezistenţa termică a capacului

144191007174390)1200104010(

0603 =sdotsdotsdot+=sdot= minus

capaccapac S

g R λ

oCW

27

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Fluxul termic prin capac este date de

02438492414419100

40700=

minus=

ΘminusΘ=Φ

capac

ambiant golirecapac R

W

Pierderile prin capacul cuptorului

Φcapac= 492402438 W

Deci pierderile totale rezulta icircnsumacircnd aceste trei pierderi adică

capacerior lateral TOTAL Φ+Φ+Φ=Φ inf

Adică

2939041712202438492444032870829211327inf =++=Φ+Φ+Φ=Φ capacerior lateral TOTAL W

23351

3501000

=sdot

=sdotsdot

=sdot

=t

iV

t

im P u

ρ kW

81911217233

233=

+=

+=

t u

ut p P

P η

Puterea transformată icircn căldură icircn şarjă la randament 891=t η

26091051

35010002 =

sdotsdot

=sdotsdot

=t topiret

im P

η kW

28

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 8: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mai mare decacirct a altor metale uzuale Tocmai datorită acestei proprietă i cuprul se utilizează icircnț

conducte pentru transmiterea căldurii Icircnsă conductibilitatea scade cacircnd cuprul este impur icircn

momentul icircn care con ine 01ț impurită i deț elemente ca fosfor arsen siliciu sau fier valoarea conductibilită ii poate scădea chiar cu 20 De aceea icircnț electrotehnică se utilizează

numai cupru pur electrolitic

Densitatea curentă maximă a cuprului icircn aer deschis este de aproximativ 31times106 Am2

Ca toate metalele dacă cuprul este placat cu alt metal icircncepe un proces de coroziune galvanică

Atacirct cuprul cacirct i aliajele sale au o maleabilitate foarte ridicată (pot fi trase icircn foiș

sub iri) fiind i foarte u or de prelucrat Totodată ductilitatea cuprului este extraordinar deț ș ș

favorabilă astfel putacircndu-se ob ine fire foarte sub iri de cupru numiteț ț li eț (se foloseau icircntrecut la siguran ele fuzibile) Cuprul este un metal foarte moale cu o duritate de 3 pe scaraț

Mohs ( i 50 pe scara Vickers) puterea sa de trac iune situacircndu-se la 210ș ț MPa

Cuprul este singurul metal ce are culoarea arămie Foarte interesante sunt proprietă ileț

acestuia de a forma compu i de culoarea verde (carbonat clorură etc) neagră (oxid) sauș

albastră (sulfat i hidroxid)ș

Numărul atomic al cuprului este 29 iar simbolul chimic este Cu Masa atomică relativă

este 63546 Valen aț cuprului este icircn principal 1 sau 2 (cuprul formează o varietate rară decompu i i săruri cu starea de oxidare +1 i +2 care sunt de obicei numite săruriș ș ș cuproase sau

cuprice) de i mai rar poate fi chiar i 3 Acesta nu reac ionează cuș ș ț apa dar reac ionează icircncetț

cu aerul atmosferic icircn urma acestei reac ii pe suprafa a cuprului se formează un strat de cupruț ț

oxidat verde Icircn contrast cu oxidarea fierului la aer umed acest strat de oxid se opre te dinș

coroziune un strat de cocleală verde (carbonat de cupru) pot fi observate pe construc iile vechiț

din cupru cum ar fi Statuia Libertă iiț cea mai mare statuie din cupru din lume Majoritatea

sărurilor de cupru sunt higroscopice

12

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Raza atomică calculată are valoarea de 135 (145) picometri (pm) raza covalentă 138 picometri

(pm) iar raza van der Waals Cuprul prezintă conductivitate magnetică

Cuprul are 29 de izotopi doi dintre ace tiaș63

Cu iș65

Cu sunt stabili iar izotopul63

Cureprezintă 69 din totalitatea cuprului natural Ceilal i 27 deț izotopi sunt instabili (radioactivi)

cel mai stabil dintre cei radioactivi este 67Cu cu timpul de icircnjumătă ireț de 6183 de ore apteȘ

al i izotopi au fost caracteriza i Dintre izotopii radioactivi remarcămț ț63Cu care emite radia iiț

beta pozitive avacircnd ca rezultat izotopi de nichel icircn timp ce izotopul 65Cu cu emisii radioactive

beta negative are ca rezultat izotopi de zinc

Majoritatea cuprului scos din mină este sub formă de compu i cum ar fi sulfa i sauș ț

sulfuri Exemple de astfel de mine includ minele de la Chuquicamata din Chile BinghamCanyon Mine din Utah Statele Unite ale Americii iș El Chino Mine din New Mexico Statele

Unite ale Americii Icircn conformitate cu studiile efectuate de geologii britanici icircn 2005 Chile a

fost cel mai mare producător de cupru urmat pe locul doi de Statele Unite ale Americii

Indonezia iș Peru

Industria auto este unul dintre cei mai mari consumatori de cupru

13

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL IICUPTOARELE INDUSTRIALE

1 Clasificarea cuptoarelor industriale

In industrie există o mare varietate de cuptoare industriale cu diferite destinaţii Datorităacestei mari diversităţi se va realiza o clasificare pe baza unor caracteristici generale ale

cuptoarelor

După destinaţia tehnologică se deosebesc

bull cuptoare metalurgice (furnale pentru producerea fontei de minereu cuptoare pentru

producerea oţelului cuptoare pentru laminare)

bull cuptoare pentru industria constructoare de maşini (pentru tratamente termice pentru

forjare)

bull cuptoare pentru obţinerea cimentului

bull cuptoare pentru arderea materialelor ceramice

Icircn funcţie de procesele care au loc icircn cuptoare se deosebesc

bull cuptoare de topire şi de ardere icircn care icircncărcătura care se prelucrează se

bull icircncălzeşte pacircnă la topire (furnale cuptoare electrice cuptoare de creuzete de topit

sticla)

bull cuptoare de icircncălzire la care materialul supus prelucrării se icircncălzeşte sub temperaturade topire (recoacere călire)

bull cuptoare de uscare (uscătoare)

Datorită specificului lor cuptoarele de uscare constituie o grupa specială denumită

uscătoare

După regimul termic se deosebesc următoarele tipuri de cuptoare

bull cu regim de temperatură şi cu regim termic constante icircn timp (cuptoare cu bazin pentru

topirea sticlei cuptoare tunel cu funcţionare continuă)

14

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull cu regim de temperatură constant şi cu regim termic variabil (cuptoare cu funcţionare

continuă şi icircncărcare intermitentă)

bull cu regim de temperatură variabil şi cu regim termic constant (cuptoare circulare de tipHoffman)

bull cu regim de temperatură şi cu regim termic variabile icircn timp (cuptoare cu funcţionare

intermitentă)

După sursa de căldură se deosebesc cuploarele

bull cu combustibil solid (icircn strat sau pulverizat)

bull cu combustibil lichid

bull cu combustibil gazos

bull cu mai mulţi combustibili (lichid şi gazos sau solid şi gazos)

bull la care combustibilul face parte din icircncărcătură (de exemplu convertizoare cuptoare pentru

ars minereuri cu conţinut de sulf)

bull electrice

După modul de transmisie al căldurii

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului supus prelucrării datorită arderii

combustibilului solid care se amestecă cu materialul Căldura se transmite materialului de la

combustibilul incandescent (prin radiaţie şi conducţie termică) şi de la gazele de ardere (prin

radiaţie şi convecţie) Din această categorie fac parte majoritatea cuptoarelor verticale

(furnale cubilouri cuptoare de ars var)

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului supus prelucrării de la gazele de ardere

Acestea se mai numesc cuptoare cu flacără Transmisia căldurii la material se face icircn

principal prin radiaţie de la flacără de la pereţi si de la bolta cuptorului şi prin convecţie de

la gazele de ardere Din această grupă fac parte majoritatea cuptoarelor ca de exemplucuptoarele Martin cuptoarele de forjă cuptoarele pentru tratamente termice cuptoarele tunel

şi circulare

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului prin pereţii camerelor sau ai vasului icircn care

se află materialul Transmiterea căldurii către material se face mai ales prin radiaţie de la

pereţii camerelor sau vaselor prin conducţie dacă materialul vine icircn contact cu pereţii

vasului şi prin convecţie de Ia gazele aflate icircn cameră Din această categorie fac parte

cuptoarele cu muilă şi cele cu retortă)

15

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull cuptoare icircn care căldura se degajă icircn materialul supus prelucrării datorită reacţiilor exoterme

In aceste cuptoare particulele de material care intră icircn reacţie (a căror temperatură creşte)

transmit căldura particulelor alăturate prin radiaţie şi conducţie In cazul existenţei gazelor de ardere căldura se transmite prin radiaţie şi convecţie de Ia gaze la material In cazul icircn

care căldura degajară nu este suficientă se introduce o cantitate suplimentară de căldură

produsă prin arderea combustibilului Din această categorie fac parte cuptoarele pentru

arderea minereurilor care conţin sulfuri

bull cuptoare electrice icircn care căldura se transmite materialului prin radiaţie de la un arc electric

sau de la o rezistentă prin conducţie de la rezistenţă prin convecţie şi radiaţie de la gazele

icircncălzite de rezistenţă prin radiaţie şi conducţie de la pereţii icircncălziţi de o rezistenţă şi printrecerea curentului electric direct prin material Din ceasta categorie fac parte cuptoarele cu

arc electric pentru elaborarea oţelului cu rezistenţă electrică pentru tratamente termice de

inducţie pentru călire şi cu icircncălzire mixtă pentru obţinerea carburii de calciu (carbid)

După forma camerei de lucru Spaţiul de lucru este locul icircn care se aşează materialul

care trebuie tratat termic icircmpreună cu adaosurile necesare (de exemplu fondanţi) după forma

spaţiului de lucru se deosebesc

bullcuptoare verticale la care spaţiul de lucru este un put cu icircnălţimea de ce puţin o dată

şi jumătate mai mare decacirct diametrul (furnale cuptoare de varcubilouri)

bull cuptoare cu camere Spaţiul de lucru este o cameră cu pereţii permanenţi sau

temporari Materialul se aşează icircn cameră icircn strat icircnalt sub formă de racircnduri

bull cuptoare cu vatră la care spaţiul de lucru este prevăzut cu una sau mai multe vetre

pe care materialul se aşează icircntr-un strat subţire (cuptoare de icircncălzire pentru forjă cuptoare

de tratament termic)

bullcuptoare cilindrice rotative la care spaţiul de lucru al cuptorului este format dintr-un

tambur orizontal sau icircnclinat cu 5 10 grade -cuptoare tunel la care spaţiul de lucru este

format dintr-un canal orizontal de lungime mare icircn care materialul este transportat icircn

vagonete sau transportoare (cuptoare de icircncălzire pentru forjă)

bull cuptoare cu creuzete la care spaţiul de lucru este format dintr-o cameră icircn care se

aşează creuzetele icircn general materialul se obţine icircn creuzete icircn stare topită (cuptoare pentru

topirea metalelor neferoase)-cuptoare cu bazin la care spaţiul de lucru este format dintr-o

cameră prevăzută la partea inferioară cu un bazin icircn care produsul se obţine icircn stare topită

16

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

2 Elementele constructive ale cuptorului de inducţie cu creuzet

Principalele elemente constructive ale acestei instalaţii sunt carcasa inductorul

creuzetul conductele de alimentare (reţeaua scurtă) şi mecanismul de basculareCarcasa are rolul de a asigura rezistenţa mecanică a cuptorului şi de a permite

fixarea rigidă a creuzetului şi inductorului La cuptoarele neecranate (fără circuit

magnetic exterior) carcasa se confecţionează din materiale nemetalice (azbociment

lemn) sau metalice Carcasele metalice se secţionează pe verticală pe icircntreaga lor

lungime (2 3 secţionări) icircn zonele respective intercalacircnd u-se garnituri electroizolante fixate

cu şuruburi metalice şi bucşe izolante La cuptoarele ecranate carcasele se confecţionează

din oţel carbon obişnuit şi nu se secţioneazăCircuitele magnetice exterioare constau din pachete de tole de transformator fixate

rigid şi dispuse radial pentru a avea o răcire bună Grosimea tolelor este de 05 mm Ia

cuptoarele de frecvenţă industrială şi de 035 mm Ia cele de frecvenţă ridicată Pierderile

electrice icircn circuitul magnetic sunt de 04 05 din puterea activă totală a cuptorului iar

cantitatea de tablă silicioasă necesară este de circa 600700 kg pe tona de metal topit

Capacul cuptorului are rolul de a micşora pierderile de căldură prin radiaţie si se

confecţionează din unul sau mai multe straturi icircn funcţie de temperatura de golire a

metalului Se recomandă pentru toate cuptoarele dar mai ales la cele de mare capacitate

Deplasarea capacului se realizează cu mecanisme acţionate manual electric sau hidraulic

Inductorul reprezintă partea cea mai importantă a cuptorului şi se confecţionează sub

forma unei bobine cilindrice icircntr-un strat de preferinţă din ţeava profilată prin care circulă

apa de răcire Mărirea numărului de spire şi realizarea inductorului icircn mai multe straturi ar

permite reducerea curentului (eventual renunţarea la răcirea cu apă a acestuia) dar la aceleaşi

pierderi icircn cupru apar o serie de inconveniente cum ar fi icircnrăutăţirea cedării căldurii şi

majorarea fluxului de dispersie complicarea izolaţiei conductoarelor majorarea tensiunii Ia

bornele inductorului Referitor la răcirea cu aer a inductorului aceasta ar necesita un

interstiţiu suplimentar icircntre creuzet şi inductor lucru ce atrage după sine o icircnrăutăţire a

funcţionării cuptorului (randamentul electric şi factorul de putere scad mult)

Confecţionarea inductorului sub formă solenoidală din ţeava asigură o bună răcire a

acestuia Astfel la o temperatură a apei de răcire de +25 degC temperatura inductorului nu

depăşeşte +50 degC Apa de răcire trebuie să aibă icircnjur de +3545 degC icircn caz contrar

temperatura inductorului scade sub cea a mediului ambiant Dacă apa de răcire este prea

17

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

rece apare condens pe inductor ce periclitează izolaţia acestuia Orientativ la o viteză a apei

de răcire de 1 15ms densitatea de curent este de circa 20 Amm

Micşorarea pierderilor icircn cuprul inductorului nu este posibilă prin mărirea secţiuniitransversale a ţevii datorită efectului pelicuiar Grosimea peretelui ţevii orientată spre creuzet

trebuie să fie de ce puţin 13 ori mai mare decacirct adacircncimea de pătrundere a cacircmpului

electromagnetic icircn materialul ţevii La frecvenţe industriale adacircncimea de pătrundere fiind de

circa 10 mm inductorul se realizează din bară de cupru plină Pe faţa inductorului opusă

creuzetului se sudează o ţeava de cupru prin care va circula apa de răcire Izolarea spirelor se

face prin spaţii de aer de 12 cm sau prin straturi de micanită sticlostratitex cu grosimi de

minim 15 mmUnele inductoare au prize ce permit utilizarea raţională a puterii sursei icircn condiţiile

modificării impedanţei cuptorului icircn decursul elaborării şarjei sau ca urmare a uzurii

căptuşelii sau a trecerii de la o marcă de metal la alta

Căptuşeala creuzetului se confecţionează din material refractar granulat după ce

inductorul a fost montat Materialul refractar se icircndeasă prin batere (stampare) icircn spaţiul

dintre carcasa interioară (din carton de azbest sau micanită) a inductorului şi un şablon din

tablă de oţel ce se va topi la prima şarjă

Compoziţia materialului refractar se adoptă avacircnd icircn vedere

bull căderea mare de temperatură dintre metalul topit (circa 1600 degC la oţel) şi

inductorul răcit cu apa ce trebuie preluată de o grosime de numai 10 13 cm a

peretelui creuzetului (cu cacirct acest perete este mai subţire performanţele

electrice ale cuptorului sunt mai ridicate)

bull solicitarea mecanică a căptuşelii datorită presiunii hidrostatice a topiturii si

eforturilor electrodinamice din baia de metal topit

bull acţiunea chimică a diferitelor componente ale icircncărcăturii (de exemplu

manganul acţionează asupra căptuşelii acide formacircnd silicaţi ce impurifică

metalul iar siliciul distruge căptuşelile bazice)

Mecanismul de basculare poate fi cu acţionare hidraulică prin cabluri cu şurub sau

alte sisteme Rotirea cuptorului se poate face icircn jurul unei axe ce trece prin centrul său de

greutate (consum minim de energie) sau icircn jurul unei axe ce trece pe sub jgheabul de golire

Ultima variantă are avantajul că elimină manevrele cu oala de turnare care are o poziţie fixă

iar vacircna de metal fiind scurtă rezultă pierderi reduse de material prin oxidare

18

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Bascularea cuptorului se poate face şi cu ajutorul unui plan cu monoşina care deserveşte mai

multe cuptoare icircn acelaşi timp este folosit şi la icircncărcarea acestora

Cuptoarele de mare capacitate sunt acţionate hidraulic inclusiv deschidereacapacelor Dezavantajul rezidă icircn necesitatea unor spaţii mari sub cuptor pentru instalarea

cilindrilor hidraulici şi existenţa instalaţiilor de ulei sub presiune care scumpesc

echipamentul cuptorului Conductele de alimentare ale cuptorului trebuie să permită

icircnclinarea acestuia şi din punct de vedere constructiv deosebim două variante şi anume

bull reţea scurtă cu legături rigide ce utilizează contacte tip separator care se

deschid icircn momentul icircnclinării cuptorului Sistemul nu permite alimentarea

cuptorului icircn poziţie icircnclinată dar are lungime redusă şi deci pierderi mici prinefect Joule-Lentz Ca dezavantaj principal menţionăm icircntreţinerea periodică a

contactelor Densitatea de curent admisibilă a contactelor răcite cu apă este de

20- 30 Amm

bull reţea scurtă cu legături flexibile sistem frecvent utilizat care icircnlătură

dezavantajele variantei anterioare Ca inconveniente se menţionează lungimea

mare a cablurilor flexibile (cacircţiva metri) şi pierderile de putere pe

conductoarele acestora ultimele ajungacircnd pacircnă la 5 din puterea activă a

cuptorului Cablurile sunt răcite cu apă (circulă icircn interiorul unui furtun de

cauciuc icircn care este introdusă funia de cupru) şi admit o densitate de curent de

56 Amm2

3 Tehnologii de realizare a inductorului şi creuzetului

aConfecţionarea inductorului Inductorul nu are numai un rol electric acela de a crea cacircmpul magnetic din cuptor ci

si un rol mecanic de a consolida creuzetul şi de a mării rigiditatea acestuia Din acest motiv

construcţia inductorului este foarte importantă iar consolidarea spirelor sale trebuie făcută

corect avacircnd icircn vedere şi forţele electrodinamice care tind să expandeze spirele spre

exterior

Metodele de consolidare a inductorului depind de forma spirelor acestuia care pot fi

de tip elicoidal sau plan

19

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

La inductoarele cu spire plane trecerea de la o spiră Ia alta se face cu ajutorul unei

porţiuni icircnclinate a cărei lungime variază invers proporţional cu grosimea peretelui ţevii De

cele mai multe ori icircnaintea icircnfăşurării ţeava se umple cu nisipIcircnfăşurarea se face cu ajutorul unor tambun care se pot monta direct pe un strung

normal dacă diametrul inductorului nu este prea mare icircn cazul inductoarelor cu diametre de

052 m se folosesc utilaje specializate la care ţeava de inductor este trasă prin două perechi

de role (verticale şi orizontale) ce se deplasează de-a lungul tamburului pe măsură ce se

icircnfăşoară bobina Prin utilizarea unor role profilate concomitent cu icircnfăşurarea se poate

obţine şi modificarea formei secţiunii spirei (de la secţiune circulară la una rectangulară de

exemplu)Pentru obţinerea inductoarelor cu spire plane se utilizează un tambur prevăzut cu

pieptene ce constă dintr-o placă curbată pe care sunt sudate aripioare de oţel icircnclinate

corespunzător şi distanţate icircn funcţie de diametru ţevii Pieptenele se fixează de aşa

manieră icircncacirct după terminarea icircnfăşurării să se poată trage icircnăuntrul tamburului pentru a

permite scoaterea bobinei icircnclinarea ţevii icircn dreptul pieptenelui se face după icircncălzirea

porţiunii respective de spiră cu ajutorul unui arzător cu gaz

Pentru a evita deformarea profilului la icircnfăşurarea pe tambur trebuie respectate

anumite rapoarte icircntre dimetrul tamburului şi dimetrul exterior al ţevii icircn funcţie de grosimea

peretelui acesteia

Fixarea inductoarelor cu spire plane poate fi făcută prin presarea spirelor izolate icircntre

două plăci frontale confecţionate din materiale izolante cu ajutorul unor bride izolante

Stracircngerea plăcilor se face cu ajutorul unor scoabe din materiale nemagnetice introduse icircn

tăieturile practicate icircn bride şi apoi scoase prin orificiile plăcilor frontale şi fixate cu piuliţe

Fixarea inductorului de carcasa cuptorului se face cu ajutorul unor bolţuri ce trec prin

peretele carcasei şi presează lateral bridele Această construcţie asigură o rigiditate suficientă

creuzetului icircn timpul icircnclinării cuptorului Consolidarea inductoarelor cu spire icircnclinate

poate fi obţinută prin fixarea individuală a fiecărei spire de bridele verticale izolante prin

intermediul unor buloane de alamă lipite de spire Bridele se fixează de corpul cuptorului cu

ajutorul unor tiranţi a căror icircntindere se realizează prin piuliţe cu filet stacircnga - dreapta

4 Confecţionarea căptuşelii cuptoarelor de inducţie cu creuzet

20

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Căptuşeala refractară a cuptoarelor de inducţie cu creuzet se compune din elemente

constructive principale legate de creuzet printr-un strat de material refractar sub formă de

tencuialăBaza constituie suportul pe care se aşează creuzetul şi inductorul şi se zideşte direct

pe carcasa cuptorului La cuptoarele mici (50 100 kg icircncărcătura) baza se confecţionează

din blocuri fasonate fixate d 6 C3TC3SS CU bride şi buloane nemagnetice La unele

cuptoare se face din beton refractar sau azbociment sticlostratitext dar acestea au o durată

de viaţă scăzută

Cea mai utilizată este baza de cărămizi normale de şamotă zidite cu mortar obţinut

din 75 şamotă măcinată şi 25 argilă umedă Dacă este cazul (temperaturi ridicate aleşarjei) baza se realizează din mai multe straturi refractare şi termoizolante

Coroana refractară se confecţionează din blocuri de şamotă fasonate sau din cărămizi

normal de şamotă In coroană se fixează jgheabul de golire ce are rolul de a orienta şuvoiul

de metal topit atunci cacircnd se goleşte cuptorul

Jgheabul poate fi dintr-un singur bloc de şamotă (la cuptoarele mici) sau din mai

multe cărămizi de şamotă fasonate (la cuptoarele mari)

Creuzetul este partea cea mai solicitată a căptuşelii fund expus la gradiente de

temperatură de ordinul a 200degCcm şi la presiuni hidrostatice exercitate de metalul topit de

48 Ncm sau chiar mai mult De aceea alegerea corectă a formei şi dimensiunilor

creuzetului ca şi a materialelor refractare utilizate este de cea mai mare importanţă pentru

fiabilitatea şi siguranţă icircn funcţionarea cuptorului

Din punct de vedere electric grosimea peretelui creuzetului trebuie să fie minimă

pentru a avea un cuplaj cacirct mai bun icircntre inductor şi şarjă deci randament electric cacirct mai

ridicat Sub aspect mecanic şi termic grosimea peretelui creuzetului este bine să fie cacirct mai

mare pentru a avea pierderi de căldură mici(randament termic ridicat) şi solicitări mecanice

reduse

Grosimea optimă a peretelui creuzetului care a dat rezultate satisfăcătoare icircn practică

este de 1030 din diametrul creuzetului valori mai mari fiind recomandate pentru

cuptoarele mai mici Din considerente mecanice grosimea peretelui nu este constantă pe

toată icircnălţimea sa ci este mai mare la baza creuzetului astfel icircncacirct forma acestuia este

tronconică cu o icircnclinare de 24 De asemenea se folosesc şi creuzete cilindrotronconice

la care partea inferioară este sub formă de trunchi de con (cu icircnclinare de 24 pe o

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

icircnălţime de 13 14 din icircnălţimea creuzetului) icircntrucacirct aici corodarea cauzată de agitaţia

topiturii este maximă

Materiale refractare utilizate la confecţionarea creuzetului trebuie să suportetemperaturi pacircnă la 1650degC (topirea oţelului) să aibă coeficient de dilataţie cacirct mai mic (se

evită fisurarea creuzetului datorită variaţiilor de temperatură pe grosimea peretelui) şi să

reziste la acţiunea chimică a zgurei In general se utilizează amestecuri de materiale

refractare după reţete care au condus la durabilităţi ridicate ale creuzetului De menţionat ca

aceste reţete sunt dependente de metalul sau aliajul de topit

22

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL III

DIMENSIONAREA CUPTORULUI

1 DIMENSIONAREA CREUZETULUIDupă alegerea materialului refractar al creuzetului se stabilesc dimensiunile d2

(diametrul mediu) şi h2 (icircnălţimea maximă a icircncărcăturii ndash de siguranţă)

Materialul refractar Grafit

Volumul util 2

22

4

hd m

v sdotsdot

==π

ρ

unde ρrsquo este densitatea la temperatura mediului ambiant 200C

722 _ =topit met ρ kgdm3

Coeficientul de zvelteţe al băii

Acest coeficient ese impus pentru a obţine un randament electric şi termic cacirct mai mare şi se

alege din intervalul

==2

22 h

d c 05 1 =gt c2=06

Rezultă diametrul mediu al acestui cuptor cu creuzet este

23

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mdmmc

d 656056660828372

10006044333

2 ===sdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

=π ρ π

Diametrul mediu al cuptorului este

d 2= 0656 m

Cu ajutorul coeficientului de zvelteţe ales ( c=06 ) vom determina icircnălţimea creuzetului

mh

c

d h 11

60

65602

22 =rArr==

Icircnălţimea icircncărcăturii este

h2=11 m

Icircnălţimea creuzetului se adoptă cu circa 20 ndash 30 mai mare decacirct h2 pentru a ţine cont de

agitaţia băii şi de adăugarea bucăţilor solide de metal

Icircnălţimea creuzetului este21 251 hh sdot= deci

h1= 137m

Grosimea peretelui creuzetului este ac şi se adoptă pe baza relaţiei

020025012

==d ac

Vom adopta ac=013m deci

ac=013 m

Grosimea stratului izolator ndash diatomită ndash icircn general se ia valori de 1 ndash 10 cm

24

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Voi alege grosimea de 001 m deci

ai =001 m

2 RANDAMENTUL TERMIC AL CUPTORULUI

maad d ic 9260010130265602221 =+sdot+=sdot+sdot+=

- material refractar- diatomina

bull densitate ρ=700kgm3

bull conduciv termică λ=(016+031∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=900 oC

Pierderile laterale prin stratul de grafit şi diatomită

Pierderile laterale se calculează pentru primul strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

- pentru că se calculează aproximacircnd cuptorul cu un cilindru unde

l = h2 + ac2=1093+012=1143 m

W C

l

r

r

Ro

0002496070)1015010163(14312

2980

3980ln

2

ln

3

1

2

=sdotsdotminussdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

= minusπ λ π λ

25

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Deci rezistenţa termică a grafitului este

R λ =249607∙10-4 oCW

Pierderile laterale se calculează pentru al doilea strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

Temperatura la suprafaţa interioară a stratului termoizolant se consideră Θ=150 oC

W C

S

a R

oc 05271730

)15010310160(5934

0503

2

=sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

( ) 593441 222 =sdotsdotΘsdot= hS π m2

R λ =00527173 oCW

Rezistenţa totală este

052966900527173010496072 4

21 =+sdot=+= minusλ λ R R Rtot

oCW

Pierderile laterale

82921132705296690

150700 =minus=ΘminusΘ=Φtot

ambiant golirelateral R

W

Pierderile laterale

Φlaterale= 113278292 W

26

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Transferul de căldură prin porţiunea inferioară

W C S

a R o8386560)2010310160(7174390

10 3inf

inf =sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

71743904

9560

4

22

23 =

sdot=

Θsdot=

π π S m2

440328708386560

20700inf

inf =minus=ΘminusΘ=Φλ R

ambiant golire W

Pierderile prin partea inferioară a cuptorului

Φinf = 87044032W

Transferul de căldură prin capac

Vom considera capacul acestui cuptor din fibre ceramice care are următoarele proprietăţi

fizice

bull densitate ρ=50 kgm3

bullconducivitate termică λ=(01+04∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=1300 oC

cu grosimea de g=6 cm

Rezistenţa termică a capacului

144191007174390)1200104010(

0603 =sdotsdotsdot+=sdot= minus

capaccapac S

g R λ

oCW

27

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Fluxul termic prin capac este date de

02438492414419100

40700=

minus=

ΘminusΘ=Φ

capac

ambiant golirecapac R

W

Pierderile prin capacul cuptorului

Φcapac= 492402438 W

Deci pierderile totale rezulta icircnsumacircnd aceste trei pierderi adică

capacerior lateral TOTAL Φ+Φ+Φ=Φ inf

Adică

2939041712202438492444032870829211327inf =++=Φ+Φ+Φ=Φ capacerior lateral TOTAL W

23351

3501000

=sdot

=sdotsdot

=sdot

=t

iV

t

im P u

ρ kW

81911217233

233=

+=

+=

t u

ut p P

P η

Puterea transformată icircn căldură icircn şarjă la randament 891=t η

26091051

35010002 =

sdotsdot

=sdotsdot

=t topiret

im P

η kW

28

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 9: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Raza atomică calculată are valoarea de 135 (145) picometri (pm) raza covalentă 138 picometri

(pm) iar raza van der Waals Cuprul prezintă conductivitate magnetică

Cuprul are 29 de izotopi doi dintre ace tiaș63

Cu iș65

Cu sunt stabili iar izotopul63

Cureprezintă 69 din totalitatea cuprului natural Ceilal i 27 deț izotopi sunt instabili (radioactivi)

cel mai stabil dintre cei radioactivi este 67Cu cu timpul de icircnjumătă ireț de 6183 de ore apteȘ

al i izotopi au fost caracteriza i Dintre izotopii radioactivi remarcămț ț63Cu care emite radia iiț

beta pozitive avacircnd ca rezultat izotopi de nichel icircn timp ce izotopul 65Cu cu emisii radioactive

beta negative are ca rezultat izotopi de zinc

Majoritatea cuprului scos din mină este sub formă de compu i cum ar fi sulfa i sauș ț

sulfuri Exemple de astfel de mine includ minele de la Chuquicamata din Chile BinghamCanyon Mine din Utah Statele Unite ale Americii iș El Chino Mine din New Mexico Statele

Unite ale Americii Icircn conformitate cu studiile efectuate de geologii britanici icircn 2005 Chile a

fost cel mai mare producător de cupru urmat pe locul doi de Statele Unite ale Americii

Indonezia iș Peru

Industria auto este unul dintre cei mai mari consumatori de cupru

13

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL IICUPTOARELE INDUSTRIALE

1 Clasificarea cuptoarelor industriale

In industrie există o mare varietate de cuptoare industriale cu diferite destinaţii Datorităacestei mari diversităţi se va realiza o clasificare pe baza unor caracteristici generale ale

cuptoarelor

După destinaţia tehnologică se deosebesc

bull cuptoare metalurgice (furnale pentru producerea fontei de minereu cuptoare pentru

producerea oţelului cuptoare pentru laminare)

bull cuptoare pentru industria constructoare de maşini (pentru tratamente termice pentru

forjare)

bull cuptoare pentru obţinerea cimentului

bull cuptoare pentru arderea materialelor ceramice

Icircn funcţie de procesele care au loc icircn cuptoare se deosebesc

bull cuptoare de topire şi de ardere icircn care icircncărcătura care se prelucrează se

bull icircncălzeşte pacircnă la topire (furnale cuptoare electrice cuptoare de creuzete de topit

sticla)

bull cuptoare de icircncălzire la care materialul supus prelucrării se icircncălzeşte sub temperaturade topire (recoacere călire)

bull cuptoare de uscare (uscătoare)

Datorită specificului lor cuptoarele de uscare constituie o grupa specială denumită

uscătoare

După regimul termic se deosebesc următoarele tipuri de cuptoare

bull cu regim de temperatură şi cu regim termic constante icircn timp (cuptoare cu bazin pentru

topirea sticlei cuptoare tunel cu funcţionare continuă)

14

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull cu regim de temperatură constant şi cu regim termic variabil (cuptoare cu funcţionare

continuă şi icircncărcare intermitentă)

bull cu regim de temperatură variabil şi cu regim termic constant (cuptoare circulare de tipHoffman)

bull cu regim de temperatură şi cu regim termic variabile icircn timp (cuptoare cu funcţionare

intermitentă)

După sursa de căldură se deosebesc cuploarele

bull cu combustibil solid (icircn strat sau pulverizat)

bull cu combustibil lichid

bull cu combustibil gazos

bull cu mai mulţi combustibili (lichid şi gazos sau solid şi gazos)

bull la care combustibilul face parte din icircncărcătură (de exemplu convertizoare cuptoare pentru

ars minereuri cu conţinut de sulf)

bull electrice

După modul de transmisie al căldurii

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului supus prelucrării datorită arderii

combustibilului solid care se amestecă cu materialul Căldura se transmite materialului de la

combustibilul incandescent (prin radiaţie şi conducţie termică) şi de la gazele de ardere (prin

radiaţie şi convecţie) Din această categorie fac parte majoritatea cuptoarelor verticale

(furnale cubilouri cuptoare de ars var)

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului supus prelucrării de la gazele de ardere

Acestea se mai numesc cuptoare cu flacără Transmisia căldurii la material se face icircn

principal prin radiaţie de la flacără de la pereţi si de la bolta cuptorului şi prin convecţie de

la gazele de ardere Din această grupă fac parte majoritatea cuptoarelor ca de exemplucuptoarele Martin cuptoarele de forjă cuptoarele pentru tratamente termice cuptoarele tunel

şi circulare

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului prin pereţii camerelor sau ai vasului icircn care

se află materialul Transmiterea căldurii către material se face mai ales prin radiaţie de la

pereţii camerelor sau vaselor prin conducţie dacă materialul vine icircn contact cu pereţii

vasului şi prin convecţie de Ia gazele aflate icircn cameră Din această categorie fac parte

cuptoarele cu muilă şi cele cu retortă)

15

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull cuptoare icircn care căldura se degajă icircn materialul supus prelucrării datorită reacţiilor exoterme

In aceste cuptoare particulele de material care intră icircn reacţie (a căror temperatură creşte)

transmit căldura particulelor alăturate prin radiaţie şi conducţie In cazul existenţei gazelor de ardere căldura se transmite prin radiaţie şi convecţie de Ia gaze la material In cazul icircn

care căldura degajară nu este suficientă se introduce o cantitate suplimentară de căldură

produsă prin arderea combustibilului Din această categorie fac parte cuptoarele pentru

arderea minereurilor care conţin sulfuri

bull cuptoare electrice icircn care căldura se transmite materialului prin radiaţie de la un arc electric

sau de la o rezistentă prin conducţie de la rezistenţă prin convecţie şi radiaţie de la gazele

icircncălzite de rezistenţă prin radiaţie şi conducţie de la pereţii icircncălziţi de o rezistenţă şi printrecerea curentului electric direct prin material Din ceasta categorie fac parte cuptoarele cu

arc electric pentru elaborarea oţelului cu rezistenţă electrică pentru tratamente termice de

inducţie pentru călire şi cu icircncălzire mixtă pentru obţinerea carburii de calciu (carbid)

După forma camerei de lucru Spaţiul de lucru este locul icircn care se aşează materialul

care trebuie tratat termic icircmpreună cu adaosurile necesare (de exemplu fondanţi) după forma

spaţiului de lucru se deosebesc

bullcuptoare verticale la care spaţiul de lucru este un put cu icircnălţimea de ce puţin o dată

şi jumătate mai mare decacirct diametrul (furnale cuptoare de varcubilouri)

bull cuptoare cu camere Spaţiul de lucru este o cameră cu pereţii permanenţi sau

temporari Materialul se aşează icircn cameră icircn strat icircnalt sub formă de racircnduri

bull cuptoare cu vatră la care spaţiul de lucru este prevăzut cu una sau mai multe vetre

pe care materialul se aşează icircntr-un strat subţire (cuptoare de icircncălzire pentru forjă cuptoare

de tratament termic)

bullcuptoare cilindrice rotative la care spaţiul de lucru al cuptorului este format dintr-un

tambur orizontal sau icircnclinat cu 5 10 grade -cuptoare tunel la care spaţiul de lucru este

format dintr-un canal orizontal de lungime mare icircn care materialul este transportat icircn

vagonete sau transportoare (cuptoare de icircncălzire pentru forjă)

bull cuptoare cu creuzete la care spaţiul de lucru este format dintr-o cameră icircn care se

aşează creuzetele icircn general materialul se obţine icircn creuzete icircn stare topită (cuptoare pentru

topirea metalelor neferoase)-cuptoare cu bazin la care spaţiul de lucru este format dintr-o

cameră prevăzută la partea inferioară cu un bazin icircn care produsul se obţine icircn stare topită

16

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

2 Elementele constructive ale cuptorului de inducţie cu creuzet

Principalele elemente constructive ale acestei instalaţii sunt carcasa inductorul

creuzetul conductele de alimentare (reţeaua scurtă) şi mecanismul de basculareCarcasa are rolul de a asigura rezistenţa mecanică a cuptorului şi de a permite

fixarea rigidă a creuzetului şi inductorului La cuptoarele neecranate (fără circuit

magnetic exterior) carcasa se confecţionează din materiale nemetalice (azbociment

lemn) sau metalice Carcasele metalice se secţionează pe verticală pe icircntreaga lor

lungime (2 3 secţionări) icircn zonele respective intercalacircnd u-se garnituri electroizolante fixate

cu şuruburi metalice şi bucşe izolante La cuptoarele ecranate carcasele se confecţionează

din oţel carbon obişnuit şi nu se secţioneazăCircuitele magnetice exterioare constau din pachete de tole de transformator fixate

rigid şi dispuse radial pentru a avea o răcire bună Grosimea tolelor este de 05 mm Ia

cuptoarele de frecvenţă industrială şi de 035 mm Ia cele de frecvenţă ridicată Pierderile

electrice icircn circuitul magnetic sunt de 04 05 din puterea activă totală a cuptorului iar

cantitatea de tablă silicioasă necesară este de circa 600700 kg pe tona de metal topit

Capacul cuptorului are rolul de a micşora pierderile de căldură prin radiaţie si se

confecţionează din unul sau mai multe straturi icircn funcţie de temperatura de golire a

metalului Se recomandă pentru toate cuptoarele dar mai ales la cele de mare capacitate

Deplasarea capacului se realizează cu mecanisme acţionate manual electric sau hidraulic

Inductorul reprezintă partea cea mai importantă a cuptorului şi se confecţionează sub

forma unei bobine cilindrice icircntr-un strat de preferinţă din ţeava profilată prin care circulă

apa de răcire Mărirea numărului de spire şi realizarea inductorului icircn mai multe straturi ar

permite reducerea curentului (eventual renunţarea la răcirea cu apă a acestuia) dar la aceleaşi

pierderi icircn cupru apar o serie de inconveniente cum ar fi icircnrăutăţirea cedării căldurii şi

majorarea fluxului de dispersie complicarea izolaţiei conductoarelor majorarea tensiunii Ia

bornele inductorului Referitor la răcirea cu aer a inductorului aceasta ar necesita un

interstiţiu suplimentar icircntre creuzet şi inductor lucru ce atrage după sine o icircnrăutăţire a

funcţionării cuptorului (randamentul electric şi factorul de putere scad mult)

Confecţionarea inductorului sub formă solenoidală din ţeava asigură o bună răcire a

acestuia Astfel la o temperatură a apei de răcire de +25 degC temperatura inductorului nu

depăşeşte +50 degC Apa de răcire trebuie să aibă icircnjur de +3545 degC icircn caz contrar

temperatura inductorului scade sub cea a mediului ambiant Dacă apa de răcire este prea

17

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

rece apare condens pe inductor ce periclitează izolaţia acestuia Orientativ la o viteză a apei

de răcire de 1 15ms densitatea de curent este de circa 20 Amm

Micşorarea pierderilor icircn cuprul inductorului nu este posibilă prin mărirea secţiuniitransversale a ţevii datorită efectului pelicuiar Grosimea peretelui ţevii orientată spre creuzet

trebuie să fie de ce puţin 13 ori mai mare decacirct adacircncimea de pătrundere a cacircmpului

electromagnetic icircn materialul ţevii La frecvenţe industriale adacircncimea de pătrundere fiind de

circa 10 mm inductorul se realizează din bară de cupru plină Pe faţa inductorului opusă

creuzetului se sudează o ţeava de cupru prin care va circula apa de răcire Izolarea spirelor se

face prin spaţii de aer de 12 cm sau prin straturi de micanită sticlostratitex cu grosimi de

minim 15 mmUnele inductoare au prize ce permit utilizarea raţională a puterii sursei icircn condiţiile

modificării impedanţei cuptorului icircn decursul elaborării şarjei sau ca urmare a uzurii

căptuşelii sau a trecerii de la o marcă de metal la alta

Căptuşeala creuzetului se confecţionează din material refractar granulat după ce

inductorul a fost montat Materialul refractar se icircndeasă prin batere (stampare) icircn spaţiul

dintre carcasa interioară (din carton de azbest sau micanită) a inductorului şi un şablon din

tablă de oţel ce se va topi la prima şarjă

Compoziţia materialului refractar se adoptă avacircnd icircn vedere

bull căderea mare de temperatură dintre metalul topit (circa 1600 degC la oţel) şi

inductorul răcit cu apa ce trebuie preluată de o grosime de numai 10 13 cm a

peretelui creuzetului (cu cacirct acest perete este mai subţire performanţele

electrice ale cuptorului sunt mai ridicate)

bull solicitarea mecanică a căptuşelii datorită presiunii hidrostatice a topiturii si

eforturilor electrodinamice din baia de metal topit

bull acţiunea chimică a diferitelor componente ale icircncărcăturii (de exemplu

manganul acţionează asupra căptuşelii acide formacircnd silicaţi ce impurifică

metalul iar siliciul distruge căptuşelile bazice)

Mecanismul de basculare poate fi cu acţionare hidraulică prin cabluri cu şurub sau

alte sisteme Rotirea cuptorului se poate face icircn jurul unei axe ce trece prin centrul său de

greutate (consum minim de energie) sau icircn jurul unei axe ce trece pe sub jgheabul de golire

Ultima variantă are avantajul că elimină manevrele cu oala de turnare care are o poziţie fixă

iar vacircna de metal fiind scurtă rezultă pierderi reduse de material prin oxidare

18

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Bascularea cuptorului se poate face şi cu ajutorul unui plan cu monoşina care deserveşte mai

multe cuptoare icircn acelaşi timp este folosit şi la icircncărcarea acestora

Cuptoarele de mare capacitate sunt acţionate hidraulic inclusiv deschidereacapacelor Dezavantajul rezidă icircn necesitatea unor spaţii mari sub cuptor pentru instalarea

cilindrilor hidraulici şi existenţa instalaţiilor de ulei sub presiune care scumpesc

echipamentul cuptorului Conductele de alimentare ale cuptorului trebuie să permită

icircnclinarea acestuia şi din punct de vedere constructiv deosebim două variante şi anume

bull reţea scurtă cu legături rigide ce utilizează contacte tip separator care se

deschid icircn momentul icircnclinării cuptorului Sistemul nu permite alimentarea

cuptorului icircn poziţie icircnclinată dar are lungime redusă şi deci pierderi mici prinefect Joule-Lentz Ca dezavantaj principal menţionăm icircntreţinerea periodică a

contactelor Densitatea de curent admisibilă a contactelor răcite cu apă este de

20- 30 Amm

bull reţea scurtă cu legături flexibile sistem frecvent utilizat care icircnlătură

dezavantajele variantei anterioare Ca inconveniente se menţionează lungimea

mare a cablurilor flexibile (cacircţiva metri) şi pierderile de putere pe

conductoarele acestora ultimele ajungacircnd pacircnă la 5 din puterea activă a

cuptorului Cablurile sunt răcite cu apă (circulă icircn interiorul unui furtun de

cauciuc icircn care este introdusă funia de cupru) şi admit o densitate de curent de

56 Amm2

3 Tehnologii de realizare a inductorului şi creuzetului

aConfecţionarea inductorului Inductorul nu are numai un rol electric acela de a crea cacircmpul magnetic din cuptor ci

si un rol mecanic de a consolida creuzetul şi de a mării rigiditatea acestuia Din acest motiv

construcţia inductorului este foarte importantă iar consolidarea spirelor sale trebuie făcută

corect avacircnd icircn vedere şi forţele electrodinamice care tind să expandeze spirele spre

exterior

Metodele de consolidare a inductorului depind de forma spirelor acestuia care pot fi

de tip elicoidal sau plan

19

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

La inductoarele cu spire plane trecerea de la o spiră Ia alta se face cu ajutorul unei

porţiuni icircnclinate a cărei lungime variază invers proporţional cu grosimea peretelui ţevii De

cele mai multe ori icircnaintea icircnfăşurării ţeava se umple cu nisipIcircnfăşurarea se face cu ajutorul unor tambun care se pot monta direct pe un strung

normal dacă diametrul inductorului nu este prea mare icircn cazul inductoarelor cu diametre de

052 m se folosesc utilaje specializate la care ţeava de inductor este trasă prin două perechi

de role (verticale şi orizontale) ce se deplasează de-a lungul tamburului pe măsură ce se

icircnfăşoară bobina Prin utilizarea unor role profilate concomitent cu icircnfăşurarea se poate

obţine şi modificarea formei secţiunii spirei (de la secţiune circulară la una rectangulară de

exemplu)Pentru obţinerea inductoarelor cu spire plane se utilizează un tambur prevăzut cu

pieptene ce constă dintr-o placă curbată pe care sunt sudate aripioare de oţel icircnclinate

corespunzător şi distanţate icircn funcţie de diametru ţevii Pieptenele se fixează de aşa

manieră icircncacirct după terminarea icircnfăşurării să se poată trage icircnăuntrul tamburului pentru a

permite scoaterea bobinei icircnclinarea ţevii icircn dreptul pieptenelui se face după icircncălzirea

porţiunii respective de spiră cu ajutorul unui arzător cu gaz

Pentru a evita deformarea profilului la icircnfăşurarea pe tambur trebuie respectate

anumite rapoarte icircntre dimetrul tamburului şi dimetrul exterior al ţevii icircn funcţie de grosimea

peretelui acesteia

Fixarea inductoarelor cu spire plane poate fi făcută prin presarea spirelor izolate icircntre

două plăci frontale confecţionate din materiale izolante cu ajutorul unor bride izolante

Stracircngerea plăcilor se face cu ajutorul unor scoabe din materiale nemagnetice introduse icircn

tăieturile practicate icircn bride şi apoi scoase prin orificiile plăcilor frontale şi fixate cu piuliţe

Fixarea inductorului de carcasa cuptorului se face cu ajutorul unor bolţuri ce trec prin

peretele carcasei şi presează lateral bridele Această construcţie asigură o rigiditate suficientă

creuzetului icircn timpul icircnclinării cuptorului Consolidarea inductoarelor cu spire icircnclinate

poate fi obţinută prin fixarea individuală a fiecărei spire de bridele verticale izolante prin

intermediul unor buloane de alamă lipite de spire Bridele se fixează de corpul cuptorului cu

ajutorul unor tiranţi a căror icircntindere se realizează prin piuliţe cu filet stacircnga - dreapta

4 Confecţionarea căptuşelii cuptoarelor de inducţie cu creuzet

20

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Căptuşeala refractară a cuptoarelor de inducţie cu creuzet se compune din elemente

constructive principale legate de creuzet printr-un strat de material refractar sub formă de

tencuialăBaza constituie suportul pe care se aşează creuzetul şi inductorul şi se zideşte direct

pe carcasa cuptorului La cuptoarele mici (50 100 kg icircncărcătura) baza se confecţionează

din blocuri fasonate fixate d 6 C3TC3SS CU bride şi buloane nemagnetice La unele

cuptoare se face din beton refractar sau azbociment sticlostratitext dar acestea au o durată

de viaţă scăzută

Cea mai utilizată este baza de cărămizi normale de şamotă zidite cu mortar obţinut

din 75 şamotă măcinată şi 25 argilă umedă Dacă este cazul (temperaturi ridicate aleşarjei) baza se realizează din mai multe straturi refractare şi termoizolante

Coroana refractară se confecţionează din blocuri de şamotă fasonate sau din cărămizi

normal de şamotă In coroană se fixează jgheabul de golire ce are rolul de a orienta şuvoiul

de metal topit atunci cacircnd se goleşte cuptorul

Jgheabul poate fi dintr-un singur bloc de şamotă (la cuptoarele mici) sau din mai

multe cărămizi de şamotă fasonate (la cuptoarele mari)

Creuzetul este partea cea mai solicitată a căptuşelii fund expus la gradiente de

temperatură de ordinul a 200degCcm şi la presiuni hidrostatice exercitate de metalul topit de

48 Ncm sau chiar mai mult De aceea alegerea corectă a formei şi dimensiunilor

creuzetului ca şi a materialelor refractare utilizate este de cea mai mare importanţă pentru

fiabilitatea şi siguranţă icircn funcţionarea cuptorului

Din punct de vedere electric grosimea peretelui creuzetului trebuie să fie minimă

pentru a avea un cuplaj cacirct mai bun icircntre inductor şi şarjă deci randament electric cacirct mai

ridicat Sub aspect mecanic şi termic grosimea peretelui creuzetului este bine să fie cacirct mai

mare pentru a avea pierderi de căldură mici(randament termic ridicat) şi solicitări mecanice

reduse

Grosimea optimă a peretelui creuzetului care a dat rezultate satisfăcătoare icircn practică

este de 1030 din diametrul creuzetului valori mai mari fiind recomandate pentru

cuptoarele mai mici Din considerente mecanice grosimea peretelui nu este constantă pe

toată icircnălţimea sa ci este mai mare la baza creuzetului astfel icircncacirct forma acestuia este

tronconică cu o icircnclinare de 24 De asemenea se folosesc şi creuzete cilindrotronconice

la care partea inferioară este sub formă de trunchi de con (cu icircnclinare de 24 pe o

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

icircnălţime de 13 14 din icircnălţimea creuzetului) icircntrucacirct aici corodarea cauzată de agitaţia

topiturii este maximă

Materiale refractare utilizate la confecţionarea creuzetului trebuie să suportetemperaturi pacircnă la 1650degC (topirea oţelului) să aibă coeficient de dilataţie cacirct mai mic (se

evită fisurarea creuzetului datorită variaţiilor de temperatură pe grosimea peretelui) şi să

reziste la acţiunea chimică a zgurei In general se utilizează amestecuri de materiale

refractare după reţete care au condus la durabilităţi ridicate ale creuzetului De menţionat ca

aceste reţete sunt dependente de metalul sau aliajul de topit

22

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL III

DIMENSIONAREA CUPTORULUI

1 DIMENSIONAREA CREUZETULUIDupă alegerea materialului refractar al creuzetului se stabilesc dimensiunile d2

(diametrul mediu) şi h2 (icircnălţimea maximă a icircncărcăturii ndash de siguranţă)

Materialul refractar Grafit

Volumul util 2

22

4

hd m

v sdotsdot

==π

ρ

unde ρrsquo este densitatea la temperatura mediului ambiant 200C

722 _ =topit met ρ kgdm3

Coeficientul de zvelteţe al băii

Acest coeficient ese impus pentru a obţine un randament electric şi termic cacirct mai mare şi se

alege din intervalul

==2

22 h

d c 05 1 =gt c2=06

Rezultă diametrul mediu al acestui cuptor cu creuzet este

23

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mdmmc

d 656056660828372

10006044333

2 ===sdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

=π ρ π

Diametrul mediu al cuptorului este

d 2= 0656 m

Cu ajutorul coeficientului de zvelteţe ales ( c=06 ) vom determina icircnălţimea creuzetului

mh

c

d h 11

60

65602

22 =rArr==

Icircnălţimea icircncărcăturii este

h2=11 m

Icircnălţimea creuzetului se adoptă cu circa 20 ndash 30 mai mare decacirct h2 pentru a ţine cont de

agitaţia băii şi de adăugarea bucăţilor solide de metal

Icircnălţimea creuzetului este21 251 hh sdot= deci

h1= 137m

Grosimea peretelui creuzetului este ac şi se adoptă pe baza relaţiei

020025012

==d ac

Vom adopta ac=013m deci

ac=013 m

Grosimea stratului izolator ndash diatomită ndash icircn general se ia valori de 1 ndash 10 cm

24

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Voi alege grosimea de 001 m deci

ai =001 m

2 RANDAMENTUL TERMIC AL CUPTORULUI

maad d ic 9260010130265602221 =+sdot+=sdot+sdot+=

- material refractar- diatomina

bull densitate ρ=700kgm3

bull conduciv termică λ=(016+031∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=900 oC

Pierderile laterale prin stratul de grafit şi diatomită

Pierderile laterale se calculează pentru primul strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

- pentru că se calculează aproximacircnd cuptorul cu un cilindru unde

l = h2 + ac2=1093+012=1143 m

W C

l

r

r

Ro

0002496070)1015010163(14312

2980

3980ln

2

ln

3

1

2

=sdotsdotminussdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

= minusπ λ π λ

25

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Deci rezistenţa termică a grafitului este

R λ =249607∙10-4 oCW

Pierderile laterale se calculează pentru al doilea strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

Temperatura la suprafaţa interioară a stratului termoizolant se consideră Θ=150 oC

W C

S

a R

oc 05271730

)15010310160(5934

0503

2

=sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

( ) 593441 222 =sdotsdotΘsdot= hS π m2

R λ =00527173 oCW

Rezistenţa totală este

052966900527173010496072 4

21 =+sdot=+= minusλ λ R R Rtot

oCW

Pierderile laterale

82921132705296690

150700 =minus=ΘminusΘ=Φtot

ambiant golirelateral R

W

Pierderile laterale

Φlaterale= 113278292 W

26

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Transferul de căldură prin porţiunea inferioară

W C S

a R o8386560)2010310160(7174390

10 3inf

inf =sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

71743904

9560

4

22

23 =

sdot=

Θsdot=

π π S m2

440328708386560

20700inf

inf =minus=ΘminusΘ=Φλ R

ambiant golire W

Pierderile prin partea inferioară a cuptorului

Φinf = 87044032W

Transferul de căldură prin capac

Vom considera capacul acestui cuptor din fibre ceramice care are următoarele proprietăţi

fizice

bull densitate ρ=50 kgm3

bullconducivitate termică λ=(01+04∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=1300 oC

cu grosimea de g=6 cm

Rezistenţa termică a capacului

144191007174390)1200104010(

0603 =sdotsdotsdot+=sdot= minus

capaccapac S

g R λ

oCW

27

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Fluxul termic prin capac este date de

02438492414419100

40700=

minus=

ΘminusΘ=Φ

capac

ambiant golirecapac R

W

Pierderile prin capacul cuptorului

Φcapac= 492402438 W

Deci pierderile totale rezulta icircnsumacircnd aceste trei pierderi adică

capacerior lateral TOTAL Φ+Φ+Φ=Φ inf

Adică

2939041712202438492444032870829211327inf =++=Φ+Φ+Φ=Φ capacerior lateral TOTAL W

23351

3501000

=sdot

=sdotsdot

=sdot

=t

iV

t

im P u

ρ kW

81911217233

233=

+=

+=

t u

ut p P

P η

Puterea transformată icircn căldură icircn şarjă la randament 891=t η

26091051

35010002 =

sdotsdot

=sdotsdot

=t topiret

im P

η kW

28

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 10: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL IICUPTOARELE INDUSTRIALE

1 Clasificarea cuptoarelor industriale

In industrie există o mare varietate de cuptoare industriale cu diferite destinaţii Datorităacestei mari diversităţi se va realiza o clasificare pe baza unor caracteristici generale ale

cuptoarelor

După destinaţia tehnologică se deosebesc

bull cuptoare metalurgice (furnale pentru producerea fontei de minereu cuptoare pentru

producerea oţelului cuptoare pentru laminare)

bull cuptoare pentru industria constructoare de maşini (pentru tratamente termice pentru

forjare)

bull cuptoare pentru obţinerea cimentului

bull cuptoare pentru arderea materialelor ceramice

Icircn funcţie de procesele care au loc icircn cuptoare se deosebesc

bull cuptoare de topire şi de ardere icircn care icircncărcătura care se prelucrează se

bull icircncălzeşte pacircnă la topire (furnale cuptoare electrice cuptoare de creuzete de topit

sticla)

bull cuptoare de icircncălzire la care materialul supus prelucrării se icircncălzeşte sub temperaturade topire (recoacere călire)

bull cuptoare de uscare (uscătoare)

Datorită specificului lor cuptoarele de uscare constituie o grupa specială denumită

uscătoare

După regimul termic se deosebesc următoarele tipuri de cuptoare

bull cu regim de temperatură şi cu regim termic constante icircn timp (cuptoare cu bazin pentru

topirea sticlei cuptoare tunel cu funcţionare continuă)

14

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull cu regim de temperatură constant şi cu regim termic variabil (cuptoare cu funcţionare

continuă şi icircncărcare intermitentă)

bull cu regim de temperatură variabil şi cu regim termic constant (cuptoare circulare de tipHoffman)

bull cu regim de temperatură şi cu regim termic variabile icircn timp (cuptoare cu funcţionare

intermitentă)

După sursa de căldură se deosebesc cuploarele

bull cu combustibil solid (icircn strat sau pulverizat)

bull cu combustibil lichid

bull cu combustibil gazos

bull cu mai mulţi combustibili (lichid şi gazos sau solid şi gazos)

bull la care combustibilul face parte din icircncărcătură (de exemplu convertizoare cuptoare pentru

ars minereuri cu conţinut de sulf)

bull electrice

După modul de transmisie al căldurii

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului supus prelucrării datorită arderii

combustibilului solid care se amestecă cu materialul Căldura se transmite materialului de la

combustibilul incandescent (prin radiaţie şi conducţie termică) şi de la gazele de ardere (prin

radiaţie şi convecţie) Din această categorie fac parte majoritatea cuptoarelor verticale

(furnale cubilouri cuptoare de ars var)

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului supus prelucrării de la gazele de ardere

Acestea se mai numesc cuptoare cu flacără Transmisia căldurii la material se face icircn

principal prin radiaţie de la flacără de la pereţi si de la bolta cuptorului şi prin convecţie de

la gazele de ardere Din această grupă fac parte majoritatea cuptoarelor ca de exemplucuptoarele Martin cuptoarele de forjă cuptoarele pentru tratamente termice cuptoarele tunel

şi circulare

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului prin pereţii camerelor sau ai vasului icircn care

se află materialul Transmiterea căldurii către material se face mai ales prin radiaţie de la

pereţii camerelor sau vaselor prin conducţie dacă materialul vine icircn contact cu pereţii

vasului şi prin convecţie de Ia gazele aflate icircn cameră Din această categorie fac parte

cuptoarele cu muilă şi cele cu retortă)

15

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull cuptoare icircn care căldura se degajă icircn materialul supus prelucrării datorită reacţiilor exoterme

In aceste cuptoare particulele de material care intră icircn reacţie (a căror temperatură creşte)

transmit căldura particulelor alăturate prin radiaţie şi conducţie In cazul existenţei gazelor de ardere căldura se transmite prin radiaţie şi convecţie de Ia gaze la material In cazul icircn

care căldura degajară nu este suficientă se introduce o cantitate suplimentară de căldură

produsă prin arderea combustibilului Din această categorie fac parte cuptoarele pentru

arderea minereurilor care conţin sulfuri

bull cuptoare electrice icircn care căldura se transmite materialului prin radiaţie de la un arc electric

sau de la o rezistentă prin conducţie de la rezistenţă prin convecţie şi radiaţie de la gazele

icircncălzite de rezistenţă prin radiaţie şi conducţie de la pereţii icircncălziţi de o rezistenţă şi printrecerea curentului electric direct prin material Din ceasta categorie fac parte cuptoarele cu

arc electric pentru elaborarea oţelului cu rezistenţă electrică pentru tratamente termice de

inducţie pentru călire şi cu icircncălzire mixtă pentru obţinerea carburii de calciu (carbid)

După forma camerei de lucru Spaţiul de lucru este locul icircn care se aşează materialul

care trebuie tratat termic icircmpreună cu adaosurile necesare (de exemplu fondanţi) după forma

spaţiului de lucru se deosebesc

bullcuptoare verticale la care spaţiul de lucru este un put cu icircnălţimea de ce puţin o dată

şi jumătate mai mare decacirct diametrul (furnale cuptoare de varcubilouri)

bull cuptoare cu camere Spaţiul de lucru este o cameră cu pereţii permanenţi sau

temporari Materialul se aşează icircn cameră icircn strat icircnalt sub formă de racircnduri

bull cuptoare cu vatră la care spaţiul de lucru este prevăzut cu una sau mai multe vetre

pe care materialul se aşează icircntr-un strat subţire (cuptoare de icircncălzire pentru forjă cuptoare

de tratament termic)

bullcuptoare cilindrice rotative la care spaţiul de lucru al cuptorului este format dintr-un

tambur orizontal sau icircnclinat cu 5 10 grade -cuptoare tunel la care spaţiul de lucru este

format dintr-un canal orizontal de lungime mare icircn care materialul este transportat icircn

vagonete sau transportoare (cuptoare de icircncălzire pentru forjă)

bull cuptoare cu creuzete la care spaţiul de lucru este format dintr-o cameră icircn care se

aşează creuzetele icircn general materialul se obţine icircn creuzete icircn stare topită (cuptoare pentru

topirea metalelor neferoase)-cuptoare cu bazin la care spaţiul de lucru este format dintr-o

cameră prevăzută la partea inferioară cu un bazin icircn care produsul se obţine icircn stare topită

16

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

2 Elementele constructive ale cuptorului de inducţie cu creuzet

Principalele elemente constructive ale acestei instalaţii sunt carcasa inductorul

creuzetul conductele de alimentare (reţeaua scurtă) şi mecanismul de basculareCarcasa are rolul de a asigura rezistenţa mecanică a cuptorului şi de a permite

fixarea rigidă a creuzetului şi inductorului La cuptoarele neecranate (fără circuit

magnetic exterior) carcasa se confecţionează din materiale nemetalice (azbociment

lemn) sau metalice Carcasele metalice se secţionează pe verticală pe icircntreaga lor

lungime (2 3 secţionări) icircn zonele respective intercalacircnd u-se garnituri electroizolante fixate

cu şuruburi metalice şi bucşe izolante La cuptoarele ecranate carcasele se confecţionează

din oţel carbon obişnuit şi nu se secţioneazăCircuitele magnetice exterioare constau din pachete de tole de transformator fixate

rigid şi dispuse radial pentru a avea o răcire bună Grosimea tolelor este de 05 mm Ia

cuptoarele de frecvenţă industrială şi de 035 mm Ia cele de frecvenţă ridicată Pierderile

electrice icircn circuitul magnetic sunt de 04 05 din puterea activă totală a cuptorului iar

cantitatea de tablă silicioasă necesară este de circa 600700 kg pe tona de metal topit

Capacul cuptorului are rolul de a micşora pierderile de căldură prin radiaţie si se

confecţionează din unul sau mai multe straturi icircn funcţie de temperatura de golire a

metalului Se recomandă pentru toate cuptoarele dar mai ales la cele de mare capacitate

Deplasarea capacului se realizează cu mecanisme acţionate manual electric sau hidraulic

Inductorul reprezintă partea cea mai importantă a cuptorului şi se confecţionează sub

forma unei bobine cilindrice icircntr-un strat de preferinţă din ţeava profilată prin care circulă

apa de răcire Mărirea numărului de spire şi realizarea inductorului icircn mai multe straturi ar

permite reducerea curentului (eventual renunţarea la răcirea cu apă a acestuia) dar la aceleaşi

pierderi icircn cupru apar o serie de inconveniente cum ar fi icircnrăutăţirea cedării căldurii şi

majorarea fluxului de dispersie complicarea izolaţiei conductoarelor majorarea tensiunii Ia

bornele inductorului Referitor la răcirea cu aer a inductorului aceasta ar necesita un

interstiţiu suplimentar icircntre creuzet şi inductor lucru ce atrage după sine o icircnrăutăţire a

funcţionării cuptorului (randamentul electric şi factorul de putere scad mult)

Confecţionarea inductorului sub formă solenoidală din ţeava asigură o bună răcire a

acestuia Astfel la o temperatură a apei de răcire de +25 degC temperatura inductorului nu

depăşeşte +50 degC Apa de răcire trebuie să aibă icircnjur de +3545 degC icircn caz contrar

temperatura inductorului scade sub cea a mediului ambiant Dacă apa de răcire este prea

17

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

rece apare condens pe inductor ce periclitează izolaţia acestuia Orientativ la o viteză a apei

de răcire de 1 15ms densitatea de curent este de circa 20 Amm

Micşorarea pierderilor icircn cuprul inductorului nu este posibilă prin mărirea secţiuniitransversale a ţevii datorită efectului pelicuiar Grosimea peretelui ţevii orientată spre creuzet

trebuie să fie de ce puţin 13 ori mai mare decacirct adacircncimea de pătrundere a cacircmpului

electromagnetic icircn materialul ţevii La frecvenţe industriale adacircncimea de pătrundere fiind de

circa 10 mm inductorul se realizează din bară de cupru plină Pe faţa inductorului opusă

creuzetului se sudează o ţeava de cupru prin care va circula apa de răcire Izolarea spirelor se

face prin spaţii de aer de 12 cm sau prin straturi de micanită sticlostratitex cu grosimi de

minim 15 mmUnele inductoare au prize ce permit utilizarea raţională a puterii sursei icircn condiţiile

modificării impedanţei cuptorului icircn decursul elaborării şarjei sau ca urmare a uzurii

căptuşelii sau a trecerii de la o marcă de metal la alta

Căptuşeala creuzetului se confecţionează din material refractar granulat după ce

inductorul a fost montat Materialul refractar se icircndeasă prin batere (stampare) icircn spaţiul

dintre carcasa interioară (din carton de azbest sau micanită) a inductorului şi un şablon din

tablă de oţel ce se va topi la prima şarjă

Compoziţia materialului refractar se adoptă avacircnd icircn vedere

bull căderea mare de temperatură dintre metalul topit (circa 1600 degC la oţel) şi

inductorul răcit cu apa ce trebuie preluată de o grosime de numai 10 13 cm a

peretelui creuzetului (cu cacirct acest perete este mai subţire performanţele

electrice ale cuptorului sunt mai ridicate)

bull solicitarea mecanică a căptuşelii datorită presiunii hidrostatice a topiturii si

eforturilor electrodinamice din baia de metal topit

bull acţiunea chimică a diferitelor componente ale icircncărcăturii (de exemplu

manganul acţionează asupra căptuşelii acide formacircnd silicaţi ce impurifică

metalul iar siliciul distruge căptuşelile bazice)

Mecanismul de basculare poate fi cu acţionare hidraulică prin cabluri cu şurub sau

alte sisteme Rotirea cuptorului se poate face icircn jurul unei axe ce trece prin centrul său de

greutate (consum minim de energie) sau icircn jurul unei axe ce trece pe sub jgheabul de golire

Ultima variantă are avantajul că elimină manevrele cu oala de turnare care are o poziţie fixă

iar vacircna de metal fiind scurtă rezultă pierderi reduse de material prin oxidare

18

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Bascularea cuptorului se poate face şi cu ajutorul unui plan cu monoşina care deserveşte mai

multe cuptoare icircn acelaşi timp este folosit şi la icircncărcarea acestora

Cuptoarele de mare capacitate sunt acţionate hidraulic inclusiv deschidereacapacelor Dezavantajul rezidă icircn necesitatea unor spaţii mari sub cuptor pentru instalarea

cilindrilor hidraulici şi existenţa instalaţiilor de ulei sub presiune care scumpesc

echipamentul cuptorului Conductele de alimentare ale cuptorului trebuie să permită

icircnclinarea acestuia şi din punct de vedere constructiv deosebim două variante şi anume

bull reţea scurtă cu legături rigide ce utilizează contacte tip separator care se

deschid icircn momentul icircnclinării cuptorului Sistemul nu permite alimentarea

cuptorului icircn poziţie icircnclinată dar are lungime redusă şi deci pierderi mici prinefect Joule-Lentz Ca dezavantaj principal menţionăm icircntreţinerea periodică a

contactelor Densitatea de curent admisibilă a contactelor răcite cu apă este de

20- 30 Amm

bull reţea scurtă cu legături flexibile sistem frecvent utilizat care icircnlătură

dezavantajele variantei anterioare Ca inconveniente se menţionează lungimea

mare a cablurilor flexibile (cacircţiva metri) şi pierderile de putere pe

conductoarele acestora ultimele ajungacircnd pacircnă la 5 din puterea activă a

cuptorului Cablurile sunt răcite cu apă (circulă icircn interiorul unui furtun de

cauciuc icircn care este introdusă funia de cupru) şi admit o densitate de curent de

56 Amm2

3 Tehnologii de realizare a inductorului şi creuzetului

aConfecţionarea inductorului Inductorul nu are numai un rol electric acela de a crea cacircmpul magnetic din cuptor ci

si un rol mecanic de a consolida creuzetul şi de a mării rigiditatea acestuia Din acest motiv

construcţia inductorului este foarte importantă iar consolidarea spirelor sale trebuie făcută

corect avacircnd icircn vedere şi forţele electrodinamice care tind să expandeze spirele spre

exterior

Metodele de consolidare a inductorului depind de forma spirelor acestuia care pot fi

de tip elicoidal sau plan

19

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

La inductoarele cu spire plane trecerea de la o spiră Ia alta se face cu ajutorul unei

porţiuni icircnclinate a cărei lungime variază invers proporţional cu grosimea peretelui ţevii De

cele mai multe ori icircnaintea icircnfăşurării ţeava se umple cu nisipIcircnfăşurarea se face cu ajutorul unor tambun care se pot monta direct pe un strung

normal dacă diametrul inductorului nu este prea mare icircn cazul inductoarelor cu diametre de

052 m se folosesc utilaje specializate la care ţeava de inductor este trasă prin două perechi

de role (verticale şi orizontale) ce se deplasează de-a lungul tamburului pe măsură ce se

icircnfăşoară bobina Prin utilizarea unor role profilate concomitent cu icircnfăşurarea se poate

obţine şi modificarea formei secţiunii spirei (de la secţiune circulară la una rectangulară de

exemplu)Pentru obţinerea inductoarelor cu spire plane se utilizează un tambur prevăzut cu

pieptene ce constă dintr-o placă curbată pe care sunt sudate aripioare de oţel icircnclinate

corespunzător şi distanţate icircn funcţie de diametru ţevii Pieptenele se fixează de aşa

manieră icircncacirct după terminarea icircnfăşurării să se poată trage icircnăuntrul tamburului pentru a

permite scoaterea bobinei icircnclinarea ţevii icircn dreptul pieptenelui se face după icircncălzirea

porţiunii respective de spiră cu ajutorul unui arzător cu gaz

Pentru a evita deformarea profilului la icircnfăşurarea pe tambur trebuie respectate

anumite rapoarte icircntre dimetrul tamburului şi dimetrul exterior al ţevii icircn funcţie de grosimea

peretelui acesteia

Fixarea inductoarelor cu spire plane poate fi făcută prin presarea spirelor izolate icircntre

două plăci frontale confecţionate din materiale izolante cu ajutorul unor bride izolante

Stracircngerea plăcilor se face cu ajutorul unor scoabe din materiale nemagnetice introduse icircn

tăieturile practicate icircn bride şi apoi scoase prin orificiile plăcilor frontale şi fixate cu piuliţe

Fixarea inductorului de carcasa cuptorului se face cu ajutorul unor bolţuri ce trec prin

peretele carcasei şi presează lateral bridele Această construcţie asigură o rigiditate suficientă

creuzetului icircn timpul icircnclinării cuptorului Consolidarea inductoarelor cu spire icircnclinate

poate fi obţinută prin fixarea individuală a fiecărei spire de bridele verticale izolante prin

intermediul unor buloane de alamă lipite de spire Bridele se fixează de corpul cuptorului cu

ajutorul unor tiranţi a căror icircntindere se realizează prin piuliţe cu filet stacircnga - dreapta

4 Confecţionarea căptuşelii cuptoarelor de inducţie cu creuzet

20

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Căptuşeala refractară a cuptoarelor de inducţie cu creuzet se compune din elemente

constructive principale legate de creuzet printr-un strat de material refractar sub formă de

tencuialăBaza constituie suportul pe care se aşează creuzetul şi inductorul şi se zideşte direct

pe carcasa cuptorului La cuptoarele mici (50 100 kg icircncărcătura) baza se confecţionează

din blocuri fasonate fixate d 6 C3TC3SS CU bride şi buloane nemagnetice La unele

cuptoare se face din beton refractar sau azbociment sticlostratitext dar acestea au o durată

de viaţă scăzută

Cea mai utilizată este baza de cărămizi normale de şamotă zidite cu mortar obţinut

din 75 şamotă măcinată şi 25 argilă umedă Dacă este cazul (temperaturi ridicate aleşarjei) baza se realizează din mai multe straturi refractare şi termoizolante

Coroana refractară se confecţionează din blocuri de şamotă fasonate sau din cărămizi

normal de şamotă In coroană se fixează jgheabul de golire ce are rolul de a orienta şuvoiul

de metal topit atunci cacircnd se goleşte cuptorul

Jgheabul poate fi dintr-un singur bloc de şamotă (la cuptoarele mici) sau din mai

multe cărămizi de şamotă fasonate (la cuptoarele mari)

Creuzetul este partea cea mai solicitată a căptuşelii fund expus la gradiente de

temperatură de ordinul a 200degCcm şi la presiuni hidrostatice exercitate de metalul topit de

48 Ncm sau chiar mai mult De aceea alegerea corectă a formei şi dimensiunilor

creuzetului ca şi a materialelor refractare utilizate este de cea mai mare importanţă pentru

fiabilitatea şi siguranţă icircn funcţionarea cuptorului

Din punct de vedere electric grosimea peretelui creuzetului trebuie să fie minimă

pentru a avea un cuplaj cacirct mai bun icircntre inductor şi şarjă deci randament electric cacirct mai

ridicat Sub aspect mecanic şi termic grosimea peretelui creuzetului este bine să fie cacirct mai

mare pentru a avea pierderi de căldură mici(randament termic ridicat) şi solicitări mecanice

reduse

Grosimea optimă a peretelui creuzetului care a dat rezultate satisfăcătoare icircn practică

este de 1030 din diametrul creuzetului valori mai mari fiind recomandate pentru

cuptoarele mai mici Din considerente mecanice grosimea peretelui nu este constantă pe

toată icircnălţimea sa ci este mai mare la baza creuzetului astfel icircncacirct forma acestuia este

tronconică cu o icircnclinare de 24 De asemenea se folosesc şi creuzete cilindrotronconice

la care partea inferioară este sub formă de trunchi de con (cu icircnclinare de 24 pe o

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

icircnălţime de 13 14 din icircnălţimea creuzetului) icircntrucacirct aici corodarea cauzată de agitaţia

topiturii este maximă

Materiale refractare utilizate la confecţionarea creuzetului trebuie să suportetemperaturi pacircnă la 1650degC (topirea oţelului) să aibă coeficient de dilataţie cacirct mai mic (se

evită fisurarea creuzetului datorită variaţiilor de temperatură pe grosimea peretelui) şi să

reziste la acţiunea chimică a zgurei In general se utilizează amestecuri de materiale

refractare după reţete care au condus la durabilităţi ridicate ale creuzetului De menţionat ca

aceste reţete sunt dependente de metalul sau aliajul de topit

22

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL III

DIMENSIONAREA CUPTORULUI

1 DIMENSIONAREA CREUZETULUIDupă alegerea materialului refractar al creuzetului se stabilesc dimensiunile d2

(diametrul mediu) şi h2 (icircnălţimea maximă a icircncărcăturii ndash de siguranţă)

Materialul refractar Grafit

Volumul util 2

22

4

hd m

v sdotsdot

==π

ρ

unde ρrsquo este densitatea la temperatura mediului ambiant 200C

722 _ =topit met ρ kgdm3

Coeficientul de zvelteţe al băii

Acest coeficient ese impus pentru a obţine un randament electric şi termic cacirct mai mare şi se

alege din intervalul

==2

22 h

d c 05 1 =gt c2=06

Rezultă diametrul mediu al acestui cuptor cu creuzet este

23

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mdmmc

d 656056660828372

10006044333

2 ===sdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

=π ρ π

Diametrul mediu al cuptorului este

d 2= 0656 m

Cu ajutorul coeficientului de zvelteţe ales ( c=06 ) vom determina icircnălţimea creuzetului

mh

c

d h 11

60

65602

22 =rArr==

Icircnălţimea icircncărcăturii este

h2=11 m

Icircnălţimea creuzetului se adoptă cu circa 20 ndash 30 mai mare decacirct h2 pentru a ţine cont de

agitaţia băii şi de adăugarea bucăţilor solide de metal

Icircnălţimea creuzetului este21 251 hh sdot= deci

h1= 137m

Grosimea peretelui creuzetului este ac şi se adoptă pe baza relaţiei

020025012

==d ac

Vom adopta ac=013m deci

ac=013 m

Grosimea stratului izolator ndash diatomită ndash icircn general se ia valori de 1 ndash 10 cm

24

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Voi alege grosimea de 001 m deci

ai =001 m

2 RANDAMENTUL TERMIC AL CUPTORULUI

maad d ic 9260010130265602221 =+sdot+=sdot+sdot+=

- material refractar- diatomina

bull densitate ρ=700kgm3

bull conduciv termică λ=(016+031∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=900 oC

Pierderile laterale prin stratul de grafit şi diatomită

Pierderile laterale se calculează pentru primul strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

- pentru că se calculează aproximacircnd cuptorul cu un cilindru unde

l = h2 + ac2=1093+012=1143 m

W C

l

r

r

Ro

0002496070)1015010163(14312

2980

3980ln

2

ln

3

1

2

=sdotsdotminussdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

= minusπ λ π λ

25

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Deci rezistenţa termică a grafitului este

R λ =249607∙10-4 oCW

Pierderile laterale se calculează pentru al doilea strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

Temperatura la suprafaţa interioară a stratului termoizolant se consideră Θ=150 oC

W C

S

a R

oc 05271730

)15010310160(5934

0503

2

=sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

( ) 593441 222 =sdotsdotΘsdot= hS π m2

R λ =00527173 oCW

Rezistenţa totală este

052966900527173010496072 4

21 =+sdot=+= minusλ λ R R Rtot

oCW

Pierderile laterale

82921132705296690

150700 =minus=ΘminusΘ=Φtot

ambiant golirelateral R

W

Pierderile laterale

Φlaterale= 113278292 W

26

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Transferul de căldură prin porţiunea inferioară

W C S

a R o8386560)2010310160(7174390

10 3inf

inf =sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

71743904

9560

4

22

23 =

sdot=

Θsdot=

π π S m2

440328708386560

20700inf

inf =minus=ΘminusΘ=Φλ R

ambiant golire W

Pierderile prin partea inferioară a cuptorului

Φinf = 87044032W

Transferul de căldură prin capac

Vom considera capacul acestui cuptor din fibre ceramice care are următoarele proprietăţi

fizice

bull densitate ρ=50 kgm3

bullconducivitate termică λ=(01+04∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=1300 oC

cu grosimea de g=6 cm

Rezistenţa termică a capacului

144191007174390)1200104010(

0603 =sdotsdotsdot+=sdot= minus

capaccapac S

g R λ

oCW

27

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Fluxul termic prin capac este date de

02438492414419100

40700=

minus=

ΘminusΘ=Φ

capac

ambiant golirecapac R

W

Pierderile prin capacul cuptorului

Φcapac= 492402438 W

Deci pierderile totale rezulta icircnsumacircnd aceste trei pierderi adică

capacerior lateral TOTAL Φ+Φ+Φ=Φ inf

Adică

2939041712202438492444032870829211327inf =++=Φ+Φ+Φ=Φ capacerior lateral TOTAL W

23351

3501000

=sdot

=sdotsdot

=sdot

=t

iV

t

im P u

ρ kW

81911217233

233=

+=

+=

t u

ut p P

P η

Puterea transformată icircn căldură icircn şarjă la randament 891=t η

26091051

35010002 =

sdotsdot

=sdotsdot

=t topiret

im P

η kW

28

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 11: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull cu regim de temperatură constant şi cu regim termic variabil (cuptoare cu funcţionare

continuă şi icircncărcare intermitentă)

bull cu regim de temperatură variabil şi cu regim termic constant (cuptoare circulare de tipHoffman)

bull cu regim de temperatură şi cu regim termic variabile icircn timp (cuptoare cu funcţionare

intermitentă)

După sursa de căldură se deosebesc cuploarele

bull cu combustibil solid (icircn strat sau pulverizat)

bull cu combustibil lichid

bull cu combustibil gazos

bull cu mai mulţi combustibili (lichid şi gazos sau solid şi gazos)

bull la care combustibilul face parte din icircncărcătură (de exemplu convertizoare cuptoare pentru

ars minereuri cu conţinut de sulf)

bull electrice

După modul de transmisie al căldurii

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului supus prelucrării datorită arderii

combustibilului solid care se amestecă cu materialul Căldura se transmite materialului de la

combustibilul incandescent (prin radiaţie şi conducţie termică) şi de la gazele de ardere (prin

radiaţie şi convecţie) Din această categorie fac parte majoritatea cuptoarelor verticale

(furnale cubilouri cuptoare de ars var)

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului supus prelucrării de la gazele de ardere

Acestea se mai numesc cuptoare cu flacără Transmisia căldurii la material se face icircn

principal prin radiaţie de la flacără de la pereţi si de la bolta cuptorului şi prin convecţie de

la gazele de ardere Din această grupă fac parte majoritatea cuptoarelor ca de exemplucuptoarele Martin cuptoarele de forjă cuptoarele pentru tratamente termice cuptoarele tunel

şi circulare

bull cuptoare icircn care căldura se transmite materialului prin pereţii camerelor sau ai vasului icircn care

se află materialul Transmiterea căldurii către material se face mai ales prin radiaţie de la

pereţii camerelor sau vaselor prin conducţie dacă materialul vine icircn contact cu pereţii

vasului şi prin convecţie de Ia gazele aflate icircn cameră Din această categorie fac parte

cuptoarele cu muilă şi cele cu retortă)

15

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull cuptoare icircn care căldura se degajă icircn materialul supus prelucrării datorită reacţiilor exoterme

In aceste cuptoare particulele de material care intră icircn reacţie (a căror temperatură creşte)

transmit căldura particulelor alăturate prin radiaţie şi conducţie In cazul existenţei gazelor de ardere căldura se transmite prin radiaţie şi convecţie de Ia gaze la material In cazul icircn

care căldura degajară nu este suficientă se introduce o cantitate suplimentară de căldură

produsă prin arderea combustibilului Din această categorie fac parte cuptoarele pentru

arderea minereurilor care conţin sulfuri

bull cuptoare electrice icircn care căldura se transmite materialului prin radiaţie de la un arc electric

sau de la o rezistentă prin conducţie de la rezistenţă prin convecţie şi radiaţie de la gazele

icircncălzite de rezistenţă prin radiaţie şi conducţie de la pereţii icircncălziţi de o rezistenţă şi printrecerea curentului electric direct prin material Din ceasta categorie fac parte cuptoarele cu

arc electric pentru elaborarea oţelului cu rezistenţă electrică pentru tratamente termice de

inducţie pentru călire şi cu icircncălzire mixtă pentru obţinerea carburii de calciu (carbid)

După forma camerei de lucru Spaţiul de lucru este locul icircn care se aşează materialul

care trebuie tratat termic icircmpreună cu adaosurile necesare (de exemplu fondanţi) după forma

spaţiului de lucru se deosebesc

bullcuptoare verticale la care spaţiul de lucru este un put cu icircnălţimea de ce puţin o dată

şi jumătate mai mare decacirct diametrul (furnale cuptoare de varcubilouri)

bull cuptoare cu camere Spaţiul de lucru este o cameră cu pereţii permanenţi sau

temporari Materialul se aşează icircn cameră icircn strat icircnalt sub formă de racircnduri

bull cuptoare cu vatră la care spaţiul de lucru este prevăzut cu una sau mai multe vetre

pe care materialul se aşează icircntr-un strat subţire (cuptoare de icircncălzire pentru forjă cuptoare

de tratament termic)

bullcuptoare cilindrice rotative la care spaţiul de lucru al cuptorului este format dintr-un

tambur orizontal sau icircnclinat cu 5 10 grade -cuptoare tunel la care spaţiul de lucru este

format dintr-un canal orizontal de lungime mare icircn care materialul este transportat icircn

vagonete sau transportoare (cuptoare de icircncălzire pentru forjă)

bull cuptoare cu creuzete la care spaţiul de lucru este format dintr-o cameră icircn care se

aşează creuzetele icircn general materialul se obţine icircn creuzete icircn stare topită (cuptoare pentru

topirea metalelor neferoase)-cuptoare cu bazin la care spaţiul de lucru este format dintr-o

cameră prevăzută la partea inferioară cu un bazin icircn care produsul se obţine icircn stare topită

16

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

2 Elementele constructive ale cuptorului de inducţie cu creuzet

Principalele elemente constructive ale acestei instalaţii sunt carcasa inductorul

creuzetul conductele de alimentare (reţeaua scurtă) şi mecanismul de basculareCarcasa are rolul de a asigura rezistenţa mecanică a cuptorului şi de a permite

fixarea rigidă a creuzetului şi inductorului La cuptoarele neecranate (fără circuit

magnetic exterior) carcasa se confecţionează din materiale nemetalice (azbociment

lemn) sau metalice Carcasele metalice se secţionează pe verticală pe icircntreaga lor

lungime (2 3 secţionări) icircn zonele respective intercalacircnd u-se garnituri electroizolante fixate

cu şuruburi metalice şi bucşe izolante La cuptoarele ecranate carcasele se confecţionează

din oţel carbon obişnuit şi nu se secţioneazăCircuitele magnetice exterioare constau din pachete de tole de transformator fixate

rigid şi dispuse radial pentru a avea o răcire bună Grosimea tolelor este de 05 mm Ia

cuptoarele de frecvenţă industrială şi de 035 mm Ia cele de frecvenţă ridicată Pierderile

electrice icircn circuitul magnetic sunt de 04 05 din puterea activă totală a cuptorului iar

cantitatea de tablă silicioasă necesară este de circa 600700 kg pe tona de metal topit

Capacul cuptorului are rolul de a micşora pierderile de căldură prin radiaţie si se

confecţionează din unul sau mai multe straturi icircn funcţie de temperatura de golire a

metalului Se recomandă pentru toate cuptoarele dar mai ales la cele de mare capacitate

Deplasarea capacului se realizează cu mecanisme acţionate manual electric sau hidraulic

Inductorul reprezintă partea cea mai importantă a cuptorului şi se confecţionează sub

forma unei bobine cilindrice icircntr-un strat de preferinţă din ţeava profilată prin care circulă

apa de răcire Mărirea numărului de spire şi realizarea inductorului icircn mai multe straturi ar

permite reducerea curentului (eventual renunţarea la răcirea cu apă a acestuia) dar la aceleaşi

pierderi icircn cupru apar o serie de inconveniente cum ar fi icircnrăutăţirea cedării căldurii şi

majorarea fluxului de dispersie complicarea izolaţiei conductoarelor majorarea tensiunii Ia

bornele inductorului Referitor la răcirea cu aer a inductorului aceasta ar necesita un

interstiţiu suplimentar icircntre creuzet şi inductor lucru ce atrage după sine o icircnrăutăţire a

funcţionării cuptorului (randamentul electric şi factorul de putere scad mult)

Confecţionarea inductorului sub formă solenoidală din ţeava asigură o bună răcire a

acestuia Astfel la o temperatură a apei de răcire de +25 degC temperatura inductorului nu

depăşeşte +50 degC Apa de răcire trebuie să aibă icircnjur de +3545 degC icircn caz contrar

temperatura inductorului scade sub cea a mediului ambiant Dacă apa de răcire este prea

17

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

rece apare condens pe inductor ce periclitează izolaţia acestuia Orientativ la o viteză a apei

de răcire de 1 15ms densitatea de curent este de circa 20 Amm

Micşorarea pierderilor icircn cuprul inductorului nu este posibilă prin mărirea secţiuniitransversale a ţevii datorită efectului pelicuiar Grosimea peretelui ţevii orientată spre creuzet

trebuie să fie de ce puţin 13 ori mai mare decacirct adacircncimea de pătrundere a cacircmpului

electromagnetic icircn materialul ţevii La frecvenţe industriale adacircncimea de pătrundere fiind de

circa 10 mm inductorul se realizează din bară de cupru plină Pe faţa inductorului opusă

creuzetului se sudează o ţeava de cupru prin care va circula apa de răcire Izolarea spirelor se

face prin spaţii de aer de 12 cm sau prin straturi de micanită sticlostratitex cu grosimi de

minim 15 mmUnele inductoare au prize ce permit utilizarea raţională a puterii sursei icircn condiţiile

modificării impedanţei cuptorului icircn decursul elaborării şarjei sau ca urmare a uzurii

căptuşelii sau a trecerii de la o marcă de metal la alta

Căptuşeala creuzetului se confecţionează din material refractar granulat după ce

inductorul a fost montat Materialul refractar se icircndeasă prin batere (stampare) icircn spaţiul

dintre carcasa interioară (din carton de azbest sau micanită) a inductorului şi un şablon din

tablă de oţel ce se va topi la prima şarjă

Compoziţia materialului refractar se adoptă avacircnd icircn vedere

bull căderea mare de temperatură dintre metalul topit (circa 1600 degC la oţel) şi

inductorul răcit cu apa ce trebuie preluată de o grosime de numai 10 13 cm a

peretelui creuzetului (cu cacirct acest perete este mai subţire performanţele

electrice ale cuptorului sunt mai ridicate)

bull solicitarea mecanică a căptuşelii datorită presiunii hidrostatice a topiturii si

eforturilor electrodinamice din baia de metal topit

bull acţiunea chimică a diferitelor componente ale icircncărcăturii (de exemplu

manganul acţionează asupra căptuşelii acide formacircnd silicaţi ce impurifică

metalul iar siliciul distruge căptuşelile bazice)

Mecanismul de basculare poate fi cu acţionare hidraulică prin cabluri cu şurub sau

alte sisteme Rotirea cuptorului se poate face icircn jurul unei axe ce trece prin centrul său de

greutate (consum minim de energie) sau icircn jurul unei axe ce trece pe sub jgheabul de golire

Ultima variantă are avantajul că elimină manevrele cu oala de turnare care are o poziţie fixă

iar vacircna de metal fiind scurtă rezultă pierderi reduse de material prin oxidare

18

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Bascularea cuptorului se poate face şi cu ajutorul unui plan cu monoşina care deserveşte mai

multe cuptoare icircn acelaşi timp este folosit şi la icircncărcarea acestora

Cuptoarele de mare capacitate sunt acţionate hidraulic inclusiv deschidereacapacelor Dezavantajul rezidă icircn necesitatea unor spaţii mari sub cuptor pentru instalarea

cilindrilor hidraulici şi existenţa instalaţiilor de ulei sub presiune care scumpesc

echipamentul cuptorului Conductele de alimentare ale cuptorului trebuie să permită

icircnclinarea acestuia şi din punct de vedere constructiv deosebim două variante şi anume

bull reţea scurtă cu legături rigide ce utilizează contacte tip separator care se

deschid icircn momentul icircnclinării cuptorului Sistemul nu permite alimentarea

cuptorului icircn poziţie icircnclinată dar are lungime redusă şi deci pierderi mici prinefect Joule-Lentz Ca dezavantaj principal menţionăm icircntreţinerea periodică a

contactelor Densitatea de curent admisibilă a contactelor răcite cu apă este de

20- 30 Amm

bull reţea scurtă cu legături flexibile sistem frecvent utilizat care icircnlătură

dezavantajele variantei anterioare Ca inconveniente se menţionează lungimea

mare a cablurilor flexibile (cacircţiva metri) şi pierderile de putere pe

conductoarele acestora ultimele ajungacircnd pacircnă la 5 din puterea activă a

cuptorului Cablurile sunt răcite cu apă (circulă icircn interiorul unui furtun de

cauciuc icircn care este introdusă funia de cupru) şi admit o densitate de curent de

56 Amm2

3 Tehnologii de realizare a inductorului şi creuzetului

aConfecţionarea inductorului Inductorul nu are numai un rol electric acela de a crea cacircmpul magnetic din cuptor ci

si un rol mecanic de a consolida creuzetul şi de a mării rigiditatea acestuia Din acest motiv

construcţia inductorului este foarte importantă iar consolidarea spirelor sale trebuie făcută

corect avacircnd icircn vedere şi forţele electrodinamice care tind să expandeze spirele spre

exterior

Metodele de consolidare a inductorului depind de forma spirelor acestuia care pot fi

de tip elicoidal sau plan

19

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

La inductoarele cu spire plane trecerea de la o spiră Ia alta se face cu ajutorul unei

porţiuni icircnclinate a cărei lungime variază invers proporţional cu grosimea peretelui ţevii De

cele mai multe ori icircnaintea icircnfăşurării ţeava se umple cu nisipIcircnfăşurarea se face cu ajutorul unor tambun care se pot monta direct pe un strung

normal dacă diametrul inductorului nu este prea mare icircn cazul inductoarelor cu diametre de

052 m se folosesc utilaje specializate la care ţeava de inductor este trasă prin două perechi

de role (verticale şi orizontale) ce se deplasează de-a lungul tamburului pe măsură ce se

icircnfăşoară bobina Prin utilizarea unor role profilate concomitent cu icircnfăşurarea se poate

obţine şi modificarea formei secţiunii spirei (de la secţiune circulară la una rectangulară de

exemplu)Pentru obţinerea inductoarelor cu spire plane se utilizează un tambur prevăzut cu

pieptene ce constă dintr-o placă curbată pe care sunt sudate aripioare de oţel icircnclinate

corespunzător şi distanţate icircn funcţie de diametru ţevii Pieptenele se fixează de aşa

manieră icircncacirct după terminarea icircnfăşurării să se poată trage icircnăuntrul tamburului pentru a

permite scoaterea bobinei icircnclinarea ţevii icircn dreptul pieptenelui se face după icircncălzirea

porţiunii respective de spiră cu ajutorul unui arzător cu gaz

Pentru a evita deformarea profilului la icircnfăşurarea pe tambur trebuie respectate

anumite rapoarte icircntre dimetrul tamburului şi dimetrul exterior al ţevii icircn funcţie de grosimea

peretelui acesteia

Fixarea inductoarelor cu spire plane poate fi făcută prin presarea spirelor izolate icircntre

două plăci frontale confecţionate din materiale izolante cu ajutorul unor bride izolante

Stracircngerea plăcilor se face cu ajutorul unor scoabe din materiale nemagnetice introduse icircn

tăieturile practicate icircn bride şi apoi scoase prin orificiile plăcilor frontale şi fixate cu piuliţe

Fixarea inductorului de carcasa cuptorului se face cu ajutorul unor bolţuri ce trec prin

peretele carcasei şi presează lateral bridele Această construcţie asigură o rigiditate suficientă

creuzetului icircn timpul icircnclinării cuptorului Consolidarea inductoarelor cu spire icircnclinate

poate fi obţinută prin fixarea individuală a fiecărei spire de bridele verticale izolante prin

intermediul unor buloane de alamă lipite de spire Bridele se fixează de corpul cuptorului cu

ajutorul unor tiranţi a căror icircntindere se realizează prin piuliţe cu filet stacircnga - dreapta

4 Confecţionarea căptuşelii cuptoarelor de inducţie cu creuzet

20

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Căptuşeala refractară a cuptoarelor de inducţie cu creuzet se compune din elemente

constructive principale legate de creuzet printr-un strat de material refractar sub formă de

tencuialăBaza constituie suportul pe care se aşează creuzetul şi inductorul şi se zideşte direct

pe carcasa cuptorului La cuptoarele mici (50 100 kg icircncărcătura) baza se confecţionează

din blocuri fasonate fixate d 6 C3TC3SS CU bride şi buloane nemagnetice La unele

cuptoare se face din beton refractar sau azbociment sticlostratitext dar acestea au o durată

de viaţă scăzută

Cea mai utilizată este baza de cărămizi normale de şamotă zidite cu mortar obţinut

din 75 şamotă măcinată şi 25 argilă umedă Dacă este cazul (temperaturi ridicate aleşarjei) baza se realizează din mai multe straturi refractare şi termoizolante

Coroana refractară se confecţionează din blocuri de şamotă fasonate sau din cărămizi

normal de şamotă In coroană se fixează jgheabul de golire ce are rolul de a orienta şuvoiul

de metal topit atunci cacircnd se goleşte cuptorul

Jgheabul poate fi dintr-un singur bloc de şamotă (la cuptoarele mici) sau din mai

multe cărămizi de şamotă fasonate (la cuptoarele mari)

Creuzetul este partea cea mai solicitată a căptuşelii fund expus la gradiente de

temperatură de ordinul a 200degCcm şi la presiuni hidrostatice exercitate de metalul topit de

48 Ncm sau chiar mai mult De aceea alegerea corectă a formei şi dimensiunilor

creuzetului ca şi a materialelor refractare utilizate este de cea mai mare importanţă pentru

fiabilitatea şi siguranţă icircn funcţionarea cuptorului

Din punct de vedere electric grosimea peretelui creuzetului trebuie să fie minimă

pentru a avea un cuplaj cacirct mai bun icircntre inductor şi şarjă deci randament electric cacirct mai

ridicat Sub aspect mecanic şi termic grosimea peretelui creuzetului este bine să fie cacirct mai

mare pentru a avea pierderi de căldură mici(randament termic ridicat) şi solicitări mecanice

reduse

Grosimea optimă a peretelui creuzetului care a dat rezultate satisfăcătoare icircn practică

este de 1030 din diametrul creuzetului valori mai mari fiind recomandate pentru

cuptoarele mai mici Din considerente mecanice grosimea peretelui nu este constantă pe

toată icircnălţimea sa ci este mai mare la baza creuzetului astfel icircncacirct forma acestuia este

tronconică cu o icircnclinare de 24 De asemenea se folosesc şi creuzete cilindrotronconice

la care partea inferioară este sub formă de trunchi de con (cu icircnclinare de 24 pe o

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

icircnălţime de 13 14 din icircnălţimea creuzetului) icircntrucacirct aici corodarea cauzată de agitaţia

topiturii este maximă

Materiale refractare utilizate la confecţionarea creuzetului trebuie să suportetemperaturi pacircnă la 1650degC (topirea oţelului) să aibă coeficient de dilataţie cacirct mai mic (se

evită fisurarea creuzetului datorită variaţiilor de temperatură pe grosimea peretelui) şi să

reziste la acţiunea chimică a zgurei In general se utilizează amestecuri de materiale

refractare după reţete care au condus la durabilităţi ridicate ale creuzetului De menţionat ca

aceste reţete sunt dependente de metalul sau aliajul de topit

22

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL III

DIMENSIONAREA CUPTORULUI

1 DIMENSIONAREA CREUZETULUIDupă alegerea materialului refractar al creuzetului se stabilesc dimensiunile d2

(diametrul mediu) şi h2 (icircnălţimea maximă a icircncărcăturii ndash de siguranţă)

Materialul refractar Grafit

Volumul util 2

22

4

hd m

v sdotsdot

==π

ρ

unde ρrsquo este densitatea la temperatura mediului ambiant 200C

722 _ =topit met ρ kgdm3

Coeficientul de zvelteţe al băii

Acest coeficient ese impus pentru a obţine un randament electric şi termic cacirct mai mare şi se

alege din intervalul

==2

22 h

d c 05 1 =gt c2=06

Rezultă diametrul mediu al acestui cuptor cu creuzet este

23

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mdmmc

d 656056660828372

10006044333

2 ===sdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

=π ρ π

Diametrul mediu al cuptorului este

d 2= 0656 m

Cu ajutorul coeficientului de zvelteţe ales ( c=06 ) vom determina icircnălţimea creuzetului

mh

c

d h 11

60

65602

22 =rArr==

Icircnălţimea icircncărcăturii este

h2=11 m

Icircnălţimea creuzetului se adoptă cu circa 20 ndash 30 mai mare decacirct h2 pentru a ţine cont de

agitaţia băii şi de adăugarea bucăţilor solide de metal

Icircnălţimea creuzetului este21 251 hh sdot= deci

h1= 137m

Grosimea peretelui creuzetului este ac şi se adoptă pe baza relaţiei

020025012

==d ac

Vom adopta ac=013m deci

ac=013 m

Grosimea stratului izolator ndash diatomită ndash icircn general se ia valori de 1 ndash 10 cm

24

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Voi alege grosimea de 001 m deci

ai =001 m

2 RANDAMENTUL TERMIC AL CUPTORULUI

maad d ic 9260010130265602221 =+sdot+=sdot+sdot+=

- material refractar- diatomina

bull densitate ρ=700kgm3

bull conduciv termică λ=(016+031∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=900 oC

Pierderile laterale prin stratul de grafit şi diatomită

Pierderile laterale se calculează pentru primul strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

- pentru că se calculează aproximacircnd cuptorul cu un cilindru unde

l = h2 + ac2=1093+012=1143 m

W C

l

r

r

Ro

0002496070)1015010163(14312

2980

3980ln

2

ln

3

1

2

=sdotsdotminussdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

= minusπ λ π λ

25

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Deci rezistenţa termică a grafitului este

R λ =249607∙10-4 oCW

Pierderile laterale se calculează pentru al doilea strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

Temperatura la suprafaţa interioară a stratului termoizolant se consideră Θ=150 oC

W C

S

a R

oc 05271730

)15010310160(5934

0503

2

=sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

( ) 593441 222 =sdotsdotΘsdot= hS π m2

R λ =00527173 oCW

Rezistenţa totală este

052966900527173010496072 4

21 =+sdot=+= minusλ λ R R Rtot

oCW

Pierderile laterale

82921132705296690

150700 =minus=ΘminusΘ=Φtot

ambiant golirelateral R

W

Pierderile laterale

Φlaterale= 113278292 W

26

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Transferul de căldură prin porţiunea inferioară

W C S

a R o8386560)2010310160(7174390

10 3inf

inf =sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

71743904

9560

4

22

23 =

sdot=

Θsdot=

π π S m2

440328708386560

20700inf

inf =minus=ΘminusΘ=Φλ R

ambiant golire W

Pierderile prin partea inferioară a cuptorului

Φinf = 87044032W

Transferul de căldură prin capac

Vom considera capacul acestui cuptor din fibre ceramice care are următoarele proprietăţi

fizice

bull densitate ρ=50 kgm3

bullconducivitate termică λ=(01+04∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=1300 oC

cu grosimea de g=6 cm

Rezistenţa termică a capacului

144191007174390)1200104010(

0603 =sdotsdotsdot+=sdot= minus

capaccapac S

g R λ

oCW

27

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Fluxul termic prin capac este date de

02438492414419100

40700=

minus=

ΘminusΘ=Φ

capac

ambiant golirecapac R

W

Pierderile prin capacul cuptorului

Φcapac= 492402438 W

Deci pierderile totale rezulta icircnsumacircnd aceste trei pierderi adică

capacerior lateral TOTAL Φ+Φ+Φ=Φ inf

Adică

2939041712202438492444032870829211327inf =++=Φ+Φ+Φ=Φ capacerior lateral TOTAL W

23351

3501000

=sdot

=sdotsdot

=sdot

=t

iV

t

im P u

ρ kW

81911217233

233=

+=

+=

t u

ut p P

P η

Puterea transformată icircn căldură icircn şarjă la randament 891=t η

26091051

35010002 =

sdotsdot

=sdotsdot

=t topiret

im P

η kW

28

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 12: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

bull cuptoare icircn care căldura se degajă icircn materialul supus prelucrării datorită reacţiilor exoterme

In aceste cuptoare particulele de material care intră icircn reacţie (a căror temperatură creşte)

transmit căldura particulelor alăturate prin radiaţie şi conducţie In cazul existenţei gazelor de ardere căldura se transmite prin radiaţie şi convecţie de Ia gaze la material In cazul icircn

care căldura degajară nu este suficientă se introduce o cantitate suplimentară de căldură

produsă prin arderea combustibilului Din această categorie fac parte cuptoarele pentru

arderea minereurilor care conţin sulfuri

bull cuptoare electrice icircn care căldura se transmite materialului prin radiaţie de la un arc electric

sau de la o rezistentă prin conducţie de la rezistenţă prin convecţie şi radiaţie de la gazele

icircncălzite de rezistenţă prin radiaţie şi conducţie de la pereţii icircncălziţi de o rezistenţă şi printrecerea curentului electric direct prin material Din ceasta categorie fac parte cuptoarele cu

arc electric pentru elaborarea oţelului cu rezistenţă electrică pentru tratamente termice de

inducţie pentru călire şi cu icircncălzire mixtă pentru obţinerea carburii de calciu (carbid)

După forma camerei de lucru Spaţiul de lucru este locul icircn care se aşează materialul

care trebuie tratat termic icircmpreună cu adaosurile necesare (de exemplu fondanţi) după forma

spaţiului de lucru se deosebesc

bullcuptoare verticale la care spaţiul de lucru este un put cu icircnălţimea de ce puţin o dată

şi jumătate mai mare decacirct diametrul (furnale cuptoare de varcubilouri)

bull cuptoare cu camere Spaţiul de lucru este o cameră cu pereţii permanenţi sau

temporari Materialul se aşează icircn cameră icircn strat icircnalt sub formă de racircnduri

bull cuptoare cu vatră la care spaţiul de lucru este prevăzut cu una sau mai multe vetre

pe care materialul se aşează icircntr-un strat subţire (cuptoare de icircncălzire pentru forjă cuptoare

de tratament termic)

bullcuptoare cilindrice rotative la care spaţiul de lucru al cuptorului este format dintr-un

tambur orizontal sau icircnclinat cu 5 10 grade -cuptoare tunel la care spaţiul de lucru este

format dintr-un canal orizontal de lungime mare icircn care materialul este transportat icircn

vagonete sau transportoare (cuptoare de icircncălzire pentru forjă)

bull cuptoare cu creuzete la care spaţiul de lucru este format dintr-o cameră icircn care se

aşează creuzetele icircn general materialul se obţine icircn creuzete icircn stare topită (cuptoare pentru

topirea metalelor neferoase)-cuptoare cu bazin la care spaţiul de lucru este format dintr-o

cameră prevăzută la partea inferioară cu un bazin icircn care produsul se obţine icircn stare topită

16

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

2 Elementele constructive ale cuptorului de inducţie cu creuzet

Principalele elemente constructive ale acestei instalaţii sunt carcasa inductorul

creuzetul conductele de alimentare (reţeaua scurtă) şi mecanismul de basculareCarcasa are rolul de a asigura rezistenţa mecanică a cuptorului şi de a permite

fixarea rigidă a creuzetului şi inductorului La cuptoarele neecranate (fără circuit

magnetic exterior) carcasa se confecţionează din materiale nemetalice (azbociment

lemn) sau metalice Carcasele metalice se secţionează pe verticală pe icircntreaga lor

lungime (2 3 secţionări) icircn zonele respective intercalacircnd u-se garnituri electroizolante fixate

cu şuruburi metalice şi bucşe izolante La cuptoarele ecranate carcasele se confecţionează

din oţel carbon obişnuit şi nu se secţioneazăCircuitele magnetice exterioare constau din pachete de tole de transformator fixate

rigid şi dispuse radial pentru a avea o răcire bună Grosimea tolelor este de 05 mm Ia

cuptoarele de frecvenţă industrială şi de 035 mm Ia cele de frecvenţă ridicată Pierderile

electrice icircn circuitul magnetic sunt de 04 05 din puterea activă totală a cuptorului iar

cantitatea de tablă silicioasă necesară este de circa 600700 kg pe tona de metal topit

Capacul cuptorului are rolul de a micşora pierderile de căldură prin radiaţie si se

confecţionează din unul sau mai multe straturi icircn funcţie de temperatura de golire a

metalului Se recomandă pentru toate cuptoarele dar mai ales la cele de mare capacitate

Deplasarea capacului se realizează cu mecanisme acţionate manual electric sau hidraulic

Inductorul reprezintă partea cea mai importantă a cuptorului şi se confecţionează sub

forma unei bobine cilindrice icircntr-un strat de preferinţă din ţeava profilată prin care circulă

apa de răcire Mărirea numărului de spire şi realizarea inductorului icircn mai multe straturi ar

permite reducerea curentului (eventual renunţarea la răcirea cu apă a acestuia) dar la aceleaşi

pierderi icircn cupru apar o serie de inconveniente cum ar fi icircnrăutăţirea cedării căldurii şi

majorarea fluxului de dispersie complicarea izolaţiei conductoarelor majorarea tensiunii Ia

bornele inductorului Referitor la răcirea cu aer a inductorului aceasta ar necesita un

interstiţiu suplimentar icircntre creuzet şi inductor lucru ce atrage după sine o icircnrăutăţire a

funcţionării cuptorului (randamentul electric şi factorul de putere scad mult)

Confecţionarea inductorului sub formă solenoidală din ţeava asigură o bună răcire a

acestuia Astfel la o temperatură a apei de răcire de +25 degC temperatura inductorului nu

depăşeşte +50 degC Apa de răcire trebuie să aibă icircnjur de +3545 degC icircn caz contrar

temperatura inductorului scade sub cea a mediului ambiant Dacă apa de răcire este prea

17

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

rece apare condens pe inductor ce periclitează izolaţia acestuia Orientativ la o viteză a apei

de răcire de 1 15ms densitatea de curent este de circa 20 Amm

Micşorarea pierderilor icircn cuprul inductorului nu este posibilă prin mărirea secţiuniitransversale a ţevii datorită efectului pelicuiar Grosimea peretelui ţevii orientată spre creuzet

trebuie să fie de ce puţin 13 ori mai mare decacirct adacircncimea de pătrundere a cacircmpului

electromagnetic icircn materialul ţevii La frecvenţe industriale adacircncimea de pătrundere fiind de

circa 10 mm inductorul se realizează din bară de cupru plină Pe faţa inductorului opusă

creuzetului se sudează o ţeava de cupru prin care va circula apa de răcire Izolarea spirelor se

face prin spaţii de aer de 12 cm sau prin straturi de micanită sticlostratitex cu grosimi de

minim 15 mmUnele inductoare au prize ce permit utilizarea raţională a puterii sursei icircn condiţiile

modificării impedanţei cuptorului icircn decursul elaborării şarjei sau ca urmare a uzurii

căptuşelii sau a trecerii de la o marcă de metal la alta

Căptuşeala creuzetului se confecţionează din material refractar granulat după ce

inductorul a fost montat Materialul refractar se icircndeasă prin batere (stampare) icircn spaţiul

dintre carcasa interioară (din carton de azbest sau micanită) a inductorului şi un şablon din

tablă de oţel ce se va topi la prima şarjă

Compoziţia materialului refractar se adoptă avacircnd icircn vedere

bull căderea mare de temperatură dintre metalul topit (circa 1600 degC la oţel) şi

inductorul răcit cu apa ce trebuie preluată de o grosime de numai 10 13 cm a

peretelui creuzetului (cu cacirct acest perete este mai subţire performanţele

electrice ale cuptorului sunt mai ridicate)

bull solicitarea mecanică a căptuşelii datorită presiunii hidrostatice a topiturii si

eforturilor electrodinamice din baia de metal topit

bull acţiunea chimică a diferitelor componente ale icircncărcăturii (de exemplu

manganul acţionează asupra căptuşelii acide formacircnd silicaţi ce impurifică

metalul iar siliciul distruge căptuşelile bazice)

Mecanismul de basculare poate fi cu acţionare hidraulică prin cabluri cu şurub sau

alte sisteme Rotirea cuptorului se poate face icircn jurul unei axe ce trece prin centrul său de

greutate (consum minim de energie) sau icircn jurul unei axe ce trece pe sub jgheabul de golire

Ultima variantă are avantajul că elimină manevrele cu oala de turnare care are o poziţie fixă

iar vacircna de metal fiind scurtă rezultă pierderi reduse de material prin oxidare

18

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Bascularea cuptorului se poate face şi cu ajutorul unui plan cu monoşina care deserveşte mai

multe cuptoare icircn acelaşi timp este folosit şi la icircncărcarea acestora

Cuptoarele de mare capacitate sunt acţionate hidraulic inclusiv deschidereacapacelor Dezavantajul rezidă icircn necesitatea unor spaţii mari sub cuptor pentru instalarea

cilindrilor hidraulici şi existenţa instalaţiilor de ulei sub presiune care scumpesc

echipamentul cuptorului Conductele de alimentare ale cuptorului trebuie să permită

icircnclinarea acestuia şi din punct de vedere constructiv deosebim două variante şi anume

bull reţea scurtă cu legături rigide ce utilizează contacte tip separator care se

deschid icircn momentul icircnclinării cuptorului Sistemul nu permite alimentarea

cuptorului icircn poziţie icircnclinată dar are lungime redusă şi deci pierderi mici prinefect Joule-Lentz Ca dezavantaj principal menţionăm icircntreţinerea periodică a

contactelor Densitatea de curent admisibilă a contactelor răcite cu apă este de

20- 30 Amm

bull reţea scurtă cu legături flexibile sistem frecvent utilizat care icircnlătură

dezavantajele variantei anterioare Ca inconveniente se menţionează lungimea

mare a cablurilor flexibile (cacircţiva metri) şi pierderile de putere pe

conductoarele acestora ultimele ajungacircnd pacircnă la 5 din puterea activă a

cuptorului Cablurile sunt răcite cu apă (circulă icircn interiorul unui furtun de

cauciuc icircn care este introdusă funia de cupru) şi admit o densitate de curent de

56 Amm2

3 Tehnologii de realizare a inductorului şi creuzetului

aConfecţionarea inductorului Inductorul nu are numai un rol electric acela de a crea cacircmpul magnetic din cuptor ci

si un rol mecanic de a consolida creuzetul şi de a mării rigiditatea acestuia Din acest motiv

construcţia inductorului este foarte importantă iar consolidarea spirelor sale trebuie făcută

corect avacircnd icircn vedere şi forţele electrodinamice care tind să expandeze spirele spre

exterior

Metodele de consolidare a inductorului depind de forma spirelor acestuia care pot fi

de tip elicoidal sau plan

19

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

La inductoarele cu spire plane trecerea de la o spiră Ia alta se face cu ajutorul unei

porţiuni icircnclinate a cărei lungime variază invers proporţional cu grosimea peretelui ţevii De

cele mai multe ori icircnaintea icircnfăşurării ţeava se umple cu nisipIcircnfăşurarea se face cu ajutorul unor tambun care se pot monta direct pe un strung

normal dacă diametrul inductorului nu este prea mare icircn cazul inductoarelor cu diametre de

052 m se folosesc utilaje specializate la care ţeava de inductor este trasă prin două perechi

de role (verticale şi orizontale) ce se deplasează de-a lungul tamburului pe măsură ce se

icircnfăşoară bobina Prin utilizarea unor role profilate concomitent cu icircnfăşurarea se poate

obţine şi modificarea formei secţiunii spirei (de la secţiune circulară la una rectangulară de

exemplu)Pentru obţinerea inductoarelor cu spire plane se utilizează un tambur prevăzut cu

pieptene ce constă dintr-o placă curbată pe care sunt sudate aripioare de oţel icircnclinate

corespunzător şi distanţate icircn funcţie de diametru ţevii Pieptenele se fixează de aşa

manieră icircncacirct după terminarea icircnfăşurării să se poată trage icircnăuntrul tamburului pentru a

permite scoaterea bobinei icircnclinarea ţevii icircn dreptul pieptenelui se face după icircncălzirea

porţiunii respective de spiră cu ajutorul unui arzător cu gaz

Pentru a evita deformarea profilului la icircnfăşurarea pe tambur trebuie respectate

anumite rapoarte icircntre dimetrul tamburului şi dimetrul exterior al ţevii icircn funcţie de grosimea

peretelui acesteia

Fixarea inductoarelor cu spire plane poate fi făcută prin presarea spirelor izolate icircntre

două plăci frontale confecţionate din materiale izolante cu ajutorul unor bride izolante

Stracircngerea plăcilor se face cu ajutorul unor scoabe din materiale nemagnetice introduse icircn

tăieturile practicate icircn bride şi apoi scoase prin orificiile plăcilor frontale şi fixate cu piuliţe

Fixarea inductorului de carcasa cuptorului se face cu ajutorul unor bolţuri ce trec prin

peretele carcasei şi presează lateral bridele Această construcţie asigură o rigiditate suficientă

creuzetului icircn timpul icircnclinării cuptorului Consolidarea inductoarelor cu spire icircnclinate

poate fi obţinută prin fixarea individuală a fiecărei spire de bridele verticale izolante prin

intermediul unor buloane de alamă lipite de spire Bridele se fixează de corpul cuptorului cu

ajutorul unor tiranţi a căror icircntindere se realizează prin piuliţe cu filet stacircnga - dreapta

4 Confecţionarea căptuşelii cuptoarelor de inducţie cu creuzet

20

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Căptuşeala refractară a cuptoarelor de inducţie cu creuzet se compune din elemente

constructive principale legate de creuzet printr-un strat de material refractar sub formă de

tencuialăBaza constituie suportul pe care se aşează creuzetul şi inductorul şi se zideşte direct

pe carcasa cuptorului La cuptoarele mici (50 100 kg icircncărcătura) baza se confecţionează

din blocuri fasonate fixate d 6 C3TC3SS CU bride şi buloane nemagnetice La unele

cuptoare se face din beton refractar sau azbociment sticlostratitext dar acestea au o durată

de viaţă scăzută

Cea mai utilizată este baza de cărămizi normale de şamotă zidite cu mortar obţinut

din 75 şamotă măcinată şi 25 argilă umedă Dacă este cazul (temperaturi ridicate aleşarjei) baza se realizează din mai multe straturi refractare şi termoizolante

Coroana refractară se confecţionează din blocuri de şamotă fasonate sau din cărămizi

normal de şamotă In coroană se fixează jgheabul de golire ce are rolul de a orienta şuvoiul

de metal topit atunci cacircnd se goleşte cuptorul

Jgheabul poate fi dintr-un singur bloc de şamotă (la cuptoarele mici) sau din mai

multe cărămizi de şamotă fasonate (la cuptoarele mari)

Creuzetul este partea cea mai solicitată a căptuşelii fund expus la gradiente de

temperatură de ordinul a 200degCcm şi la presiuni hidrostatice exercitate de metalul topit de

48 Ncm sau chiar mai mult De aceea alegerea corectă a formei şi dimensiunilor

creuzetului ca şi a materialelor refractare utilizate este de cea mai mare importanţă pentru

fiabilitatea şi siguranţă icircn funcţionarea cuptorului

Din punct de vedere electric grosimea peretelui creuzetului trebuie să fie minimă

pentru a avea un cuplaj cacirct mai bun icircntre inductor şi şarjă deci randament electric cacirct mai

ridicat Sub aspect mecanic şi termic grosimea peretelui creuzetului este bine să fie cacirct mai

mare pentru a avea pierderi de căldură mici(randament termic ridicat) şi solicitări mecanice

reduse

Grosimea optimă a peretelui creuzetului care a dat rezultate satisfăcătoare icircn practică

este de 1030 din diametrul creuzetului valori mai mari fiind recomandate pentru

cuptoarele mai mici Din considerente mecanice grosimea peretelui nu este constantă pe

toată icircnălţimea sa ci este mai mare la baza creuzetului astfel icircncacirct forma acestuia este

tronconică cu o icircnclinare de 24 De asemenea se folosesc şi creuzete cilindrotronconice

la care partea inferioară este sub formă de trunchi de con (cu icircnclinare de 24 pe o

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

icircnălţime de 13 14 din icircnălţimea creuzetului) icircntrucacirct aici corodarea cauzată de agitaţia

topiturii este maximă

Materiale refractare utilizate la confecţionarea creuzetului trebuie să suportetemperaturi pacircnă la 1650degC (topirea oţelului) să aibă coeficient de dilataţie cacirct mai mic (se

evită fisurarea creuzetului datorită variaţiilor de temperatură pe grosimea peretelui) şi să

reziste la acţiunea chimică a zgurei In general se utilizează amestecuri de materiale

refractare după reţete care au condus la durabilităţi ridicate ale creuzetului De menţionat ca

aceste reţete sunt dependente de metalul sau aliajul de topit

22

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL III

DIMENSIONAREA CUPTORULUI

1 DIMENSIONAREA CREUZETULUIDupă alegerea materialului refractar al creuzetului se stabilesc dimensiunile d2

(diametrul mediu) şi h2 (icircnălţimea maximă a icircncărcăturii ndash de siguranţă)

Materialul refractar Grafit

Volumul util 2

22

4

hd m

v sdotsdot

==π

ρ

unde ρrsquo este densitatea la temperatura mediului ambiant 200C

722 _ =topit met ρ kgdm3

Coeficientul de zvelteţe al băii

Acest coeficient ese impus pentru a obţine un randament electric şi termic cacirct mai mare şi se

alege din intervalul

==2

22 h

d c 05 1 =gt c2=06

Rezultă diametrul mediu al acestui cuptor cu creuzet este

23

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mdmmc

d 656056660828372

10006044333

2 ===sdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

=π ρ π

Diametrul mediu al cuptorului este

d 2= 0656 m

Cu ajutorul coeficientului de zvelteţe ales ( c=06 ) vom determina icircnălţimea creuzetului

mh

c

d h 11

60

65602

22 =rArr==

Icircnălţimea icircncărcăturii este

h2=11 m

Icircnălţimea creuzetului se adoptă cu circa 20 ndash 30 mai mare decacirct h2 pentru a ţine cont de

agitaţia băii şi de adăugarea bucăţilor solide de metal

Icircnălţimea creuzetului este21 251 hh sdot= deci

h1= 137m

Grosimea peretelui creuzetului este ac şi se adoptă pe baza relaţiei

020025012

==d ac

Vom adopta ac=013m deci

ac=013 m

Grosimea stratului izolator ndash diatomită ndash icircn general se ia valori de 1 ndash 10 cm

24

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Voi alege grosimea de 001 m deci

ai =001 m

2 RANDAMENTUL TERMIC AL CUPTORULUI

maad d ic 9260010130265602221 =+sdot+=sdot+sdot+=

- material refractar- diatomina

bull densitate ρ=700kgm3

bull conduciv termică λ=(016+031∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=900 oC

Pierderile laterale prin stratul de grafit şi diatomită

Pierderile laterale se calculează pentru primul strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

- pentru că se calculează aproximacircnd cuptorul cu un cilindru unde

l = h2 + ac2=1093+012=1143 m

W C

l

r

r

Ro

0002496070)1015010163(14312

2980

3980ln

2

ln

3

1

2

=sdotsdotminussdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

= minusπ λ π λ

25

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Deci rezistenţa termică a grafitului este

R λ =249607∙10-4 oCW

Pierderile laterale se calculează pentru al doilea strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

Temperatura la suprafaţa interioară a stratului termoizolant se consideră Θ=150 oC

W C

S

a R

oc 05271730

)15010310160(5934

0503

2

=sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

( ) 593441 222 =sdotsdotΘsdot= hS π m2

R λ =00527173 oCW

Rezistenţa totală este

052966900527173010496072 4

21 =+sdot=+= minusλ λ R R Rtot

oCW

Pierderile laterale

82921132705296690

150700 =minus=ΘminusΘ=Φtot

ambiant golirelateral R

W

Pierderile laterale

Φlaterale= 113278292 W

26

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Transferul de căldură prin porţiunea inferioară

W C S

a R o8386560)2010310160(7174390

10 3inf

inf =sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

71743904

9560

4

22

23 =

sdot=

Θsdot=

π π S m2

440328708386560

20700inf

inf =minus=ΘminusΘ=Φλ R

ambiant golire W

Pierderile prin partea inferioară a cuptorului

Φinf = 87044032W

Transferul de căldură prin capac

Vom considera capacul acestui cuptor din fibre ceramice care are următoarele proprietăţi

fizice

bull densitate ρ=50 kgm3

bullconducivitate termică λ=(01+04∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=1300 oC

cu grosimea de g=6 cm

Rezistenţa termică a capacului

144191007174390)1200104010(

0603 =sdotsdotsdot+=sdot= minus

capaccapac S

g R λ

oCW

27

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Fluxul termic prin capac este date de

02438492414419100

40700=

minus=

ΘminusΘ=Φ

capac

ambiant golirecapac R

W

Pierderile prin capacul cuptorului

Φcapac= 492402438 W

Deci pierderile totale rezulta icircnsumacircnd aceste trei pierderi adică

capacerior lateral TOTAL Φ+Φ+Φ=Φ inf

Adică

2939041712202438492444032870829211327inf =++=Φ+Φ+Φ=Φ capacerior lateral TOTAL W

23351

3501000

=sdot

=sdotsdot

=sdot

=t

iV

t

im P u

ρ kW

81911217233

233=

+=

+=

t u

ut p P

P η

Puterea transformată icircn căldură icircn şarjă la randament 891=t η

26091051

35010002 =

sdotsdot

=sdotsdot

=t topiret

im P

η kW

28

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 13: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

2 Elementele constructive ale cuptorului de inducţie cu creuzet

Principalele elemente constructive ale acestei instalaţii sunt carcasa inductorul

creuzetul conductele de alimentare (reţeaua scurtă) şi mecanismul de basculareCarcasa are rolul de a asigura rezistenţa mecanică a cuptorului şi de a permite

fixarea rigidă a creuzetului şi inductorului La cuptoarele neecranate (fără circuit

magnetic exterior) carcasa se confecţionează din materiale nemetalice (azbociment

lemn) sau metalice Carcasele metalice se secţionează pe verticală pe icircntreaga lor

lungime (2 3 secţionări) icircn zonele respective intercalacircnd u-se garnituri electroizolante fixate

cu şuruburi metalice şi bucşe izolante La cuptoarele ecranate carcasele se confecţionează

din oţel carbon obişnuit şi nu se secţioneazăCircuitele magnetice exterioare constau din pachete de tole de transformator fixate

rigid şi dispuse radial pentru a avea o răcire bună Grosimea tolelor este de 05 mm Ia

cuptoarele de frecvenţă industrială şi de 035 mm Ia cele de frecvenţă ridicată Pierderile

electrice icircn circuitul magnetic sunt de 04 05 din puterea activă totală a cuptorului iar

cantitatea de tablă silicioasă necesară este de circa 600700 kg pe tona de metal topit

Capacul cuptorului are rolul de a micşora pierderile de căldură prin radiaţie si se

confecţionează din unul sau mai multe straturi icircn funcţie de temperatura de golire a

metalului Se recomandă pentru toate cuptoarele dar mai ales la cele de mare capacitate

Deplasarea capacului se realizează cu mecanisme acţionate manual electric sau hidraulic

Inductorul reprezintă partea cea mai importantă a cuptorului şi se confecţionează sub

forma unei bobine cilindrice icircntr-un strat de preferinţă din ţeava profilată prin care circulă

apa de răcire Mărirea numărului de spire şi realizarea inductorului icircn mai multe straturi ar

permite reducerea curentului (eventual renunţarea la răcirea cu apă a acestuia) dar la aceleaşi

pierderi icircn cupru apar o serie de inconveniente cum ar fi icircnrăutăţirea cedării căldurii şi

majorarea fluxului de dispersie complicarea izolaţiei conductoarelor majorarea tensiunii Ia

bornele inductorului Referitor la răcirea cu aer a inductorului aceasta ar necesita un

interstiţiu suplimentar icircntre creuzet şi inductor lucru ce atrage după sine o icircnrăutăţire a

funcţionării cuptorului (randamentul electric şi factorul de putere scad mult)

Confecţionarea inductorului sub formă solenoidală din ţeava asigură o bună răcire a

acestuia Astfel la o temperatură a apei de răcire de +25 degC temperatura inductorului nu

depăşeşte +50 degC Apa de răcire trebuie să aibă icircnjur de +3545 degC icircn caz contrar

temperatura inductorului scade sub cea a mediului ambiant Dacă apa de răcire este prea

17

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

rece apare condens pe inductor ce periclitează izolaţia acestuia Orientativ la o viteză a apei

de răcire de 1 15ms densitatea de curent este de circa 20 Amm

Micşorarea pierderilor icircn cuprul inductorului nu este posibilă prin mărirea secţiuniitransversale a ţevii datorită efectului pelicuiar Grosimea peretelui ţevii orientată spre creuzet

trebuie să fie de ce puţin 13 ori mai mare decacirct adacircncimea de pătrundere a cacircmpului

electromagnetic icircn materialul ţevii La frecvenţe industriale adacircncimea de pătrundere fiind de

circa 10 mm inductorul se realizează din bară de cupru plină Pe faţa inductorului opusă

creuzetului se sudează o ţeava de cupru prin care va circula apa de răcire Izolarea spirelor se

face prin spaţii de aer de 12 cm sau prin straturi de micanită sticlostratitex cu grosimi de

minim 15 mmUnele inductoare au prize ce permit utilizarea raţională a puterii sursei icircn condiţiile

modificării impedanţei cuptorului icircn decursul elaborării şarjei sau ca urmare a uzurii

căptuşelii sau a trecerii de la o marcă de metal la alta

Căptuşeala creuzetului se confecţionează din material refractar granulat după ce

inductorul a fost montat Materialul refractar se icircndeasă prin batere (stampare) icircn spaţiul

dintre carcasa interioară (din carton de azbest sau micanită) a inductorului şi un şablon din

tablă de oţel ce se va topi la prima şarjă

Compoziţia materialului refractar se adoptă avacircnd icircn vedere

bull căderea mare de temperatură dintre metalul topit (circa 1600 degC la oţel) şi

inductorul răcit cu apa ce trebuie preluată de o grosime de numai 10 13 cm a

peretelui creuzetului (cu cacirct acest perete este mai subţire performanţele

electrice ale cuptorului sunt mai ridicate)

bull solicitarea mecanică a căptuşelii datorită presiunii hidrostatice a topiturii si

eforturilor electrodinamice din baia de metal topit

bull acţiunea chimică a diferitelor componente ale icircncărcăturii (de exemplu

manganul acţionează asupra căptuşelii acide formacircnd silicaţi ce impurifică

metalul iar siliciul distruge căptuşelile bazice)

Mecanismul de basculare poate fi cu acţionare hidraulică prin cabluri cu şurub sau

alte sisteme Rotirea cuptorului se poate face icircn jurul unei axe ce trece prin centrul său de

greutate (consum minim de energie) sau icircn jurul unei axe ce trece pe sub jgheabul de golire

Ultima variantă are avantajul că elimină manevrele cu oala de turnare care are o poziţie fixă

iar vacircna de metal fiind scurtă rezultă pierderi reduse de material prin oxidare

18

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Bascularea cuptorului se poate face şi cu ajutorul unui plan cu monoşina care deserveşte mai

multe cuptoare icircn acelaşi timp este folosit şi la icircncărcarea acestora

Cuptoarele de mare capacitate sunt acţionate hidraulic inclusiv deschidereacapacelor Dezavantajul rezidă icircn necesitatea unor spaţii mari sub cuptor pentru instalarea

cilindrilor hidraulici şi existenţa instalaţiilor de ulei sub presiune care scumpesc

echipamentul cuptorului Conductele de alimentare ale cuptorului trebuie să permită

icircnclinarea acestuia şi din punct de vedere constructiv deosebim două variante şi anume

bull reţea scurtă cu legături rigide ce utilizează contacte tip separator care se

deschid icircn momentul icircnclinării cuptorului Sistemul nu permite alimentarea

cuptorului icircn poziţie icircnclinată dar are lungime redusă şi deci pierderi mici prinefect Joule-Lentz Ca dezavantaj principal menţionăm icircntreţinerea periodică a

contactelor Densitatea de curent admisibilă a contactelor răcite cu apă este de

20- 30 Amm

bull reţea scurtă cu legături flexibile sistem frecvent utilizat care icircnlătură

dezavantajele variantei anterioare Ca inconveniente se menţionează lungimea

mare a cablurilor flexibile (cacircţiva metri) şi pierderile de putere pe

conductoarele acestora ultimele ajungacircnd pacircnă la 5 din puterea activă a

cuptorului Cablurile sunt răcite cu apă (circulă icircn interiorul unui furtun de

cauciuc icircn care este introdusă funia de cupru) şi admit o densitate de curent de

56 Amm2

3 Tehnologii de realizare a inductorului şi creuzetului

aConfecţionarea inductorului Inductorul nu are numai un rol electric acela de a crea cacircmpul magnetic din cuptor ci

si un rol mecanic de a consolida creuzetul şi de a mării rigiditatea acestuia Din acest motiv

construcţia inductorului este foarte importantă iar consolidarea spirelor sale trebuie făcută

corect avacircnd icircn vedere şi forţele electrodinamice care tind să expandeze spirele spre

exterior

Metodele de consolidare a inductorului depind de forma spirelor acestuia care pot fi

de tip elicoidal sau plan

19

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

La inductoarele cu spire plane trecerea de la o spiră Ia alta se face cu ajutorul unei

porţiuni icircnclinate a cărei lungime variază invers proporţional cu grosimea peretelui ţevii De

cele mai multe ori icircnaintea icircnfăşurării ţeava se umple cu nisipIcircnfăşurarea se face cu ajutorul unor tambun care se pot monta direct pe un strung

normal dacă diametrul inductorului nu este prea mare icircn cazul inductoarelor cu diametre de

052 m se folosesc utilaje specializate la care ţeava de inductor este trasă prin două perechi

de role (verticale şi orizontale) ce se deplasează de-a lungul tamburului pe măsură ce se

icircnfăşoară bobina Prin utilizarea unor role profilate concomitent cu icircnfăşurarea se poate

obţine şi modificarea formei secţiunii spirei (de la secţiune circulară la una rectangulară de

exemplu)Pentru obţinerea inductoarelor cu spire plane se utilizează un tambur prevăzut cu

pieptene ce constă dintr-o placă curbată pe care sunt sudate aripioare de oţel icircnclinate

corespunzător şi distanţate icircn funcţie de diametru ţevii Pieptenele se fixează de aşa

manieră icircncacirct după terminarea icircnfăşurării să se poată trage icircnăuntrul tamburului pentru a

permite scoaterea bobinei icircnclinarea ţevii icircn dreptul pieptenelui se face după icircncălzirea

porţiunii respective de spiră cu ajutorul unui arzător cu gaz

Pentru a evita deformarea profilului la icircnfăşurarea pe tambur trebuie respectate

anumite rapoarte icircntre dimetrul tamburului şi dimetrul exterior al ţevii icircn funcţie de grosimea

peretelui acesteia

Fixarea inductoarelor cu spire plane poate fi făcută prin presarea spirelor izolate icircntre

două plăci frontale confecţionate din materiale izolante cu ajutorul unor bride izolante

Stracircngerea plăcilor se face cu ajutorul unor scoabe din materiale nemagnetice introduse icircn

tăieturile practicate icircn bride şi apoi scoase prin orificiile plăcilor frontale şi fixate cu piuliţe

Fixarea inductorului de carcasa cuptorului se face cu ajutorul unor bolţuri ce trec prin

peretele carcasei şi presează lateral bridele Această construcţie asigură o rigiditate suficientă

creuzetului icircn timpul icircnclinării cuptorului Consolidarea inductoarelor cu spire icircnclinate

poate fi obţinută prin fixarea individuală a fiecărei spire de bridele verticale izolante prin

intermediul unor buloane de alamă lipite de spire Bridele se fixează de corpul cuptorului cu

ajutorul unor tiranţi a căror icircntindere se realizează prin piuliţe cu filet stacircnga - dreapta

4 Confecţionarea căptuşelii cuptoarelor de inducţie cu creuzet

20

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Căptuşeala refractară a cuptoarelor de inducţie cu creuzet se compune din elemente

constructive principale legate de creuzet printr-un strat de material refractar sub formă de

tencuialăBaza constituie suportul pe care se aşează creuzetul şi inductorul şi se zideşte direct

pe carcasa cuptorului La cuptoarele mici (50 100 kg icircncărcătura) baza se confecţionează

din blocuri fasonate fixate d 6 C3TC3SS CU bride şi buloane nemagnetice La unele

cuptoare se face din beton refractar sau azbociment sticlostratitext dar acestea au o durată

de viaţă scăzută

Cea mai utilizată este baza de cărămizi normale de şamotă zidite cu mortar obţinut

din 75 şamotă măcinată şi 25 argilă umedă Dacă este cazul (temperaturi ridicate aleşarjei) baza se realizează din mai multe straturi refractare şi termoizolante

Coroana refractară se confecţionează din blocuri de şamotă fasonate sau din cărămizi

normal de şamotă In coroană se fixează jgheabul de golire ce are rolul de a orienta şuvoiul

de metal topit atunci cacircnd se goleşte cuptorul

Jgheabul poate fi dintr-un singur bloc de şamotă (la cuptoarele mici) sau din mai

multe cărămizi de şamotă fasonate (la cuptoarele mari)

Creuzetul este partea cea mai solicitată a căptuşelii fund expus la gradiente de

temperatură de ordinul a 200degCcm şi la presiuni hidrostatice exercitate de metalul topit de

48 Ncm sau chiar mai mult De aceea alegerea corectă a formei şi dimensiunilor

creuzetului ca şi a materialelor refractare utilizate este de cea mai mare importanţă pentru

fiabilitatea şi siguranţă icircn funcţionarea cuptorului

Din punct de vedere electric grosimea peretelui creuzetului trebuie să fie minimă

pentru a avea un cuplaj cacirct mai bun icircntre inductor şi şarjă deci randament electric cacirct mai

ridicat Sub aspect mecanic şi termic grosimea peretelui creuzetului este bine să fie cacirct mai

mare pentru a avea pierderi de căldură mici(randament termic ridicat) şi solicitări mecanice

reduse

Grosimea optimă a peretelui creuzetului care a dat rezultate satisfăcătoare icircn practică

este de 1030 din diametrul creuzetului valori mai mari fiind recomandate pentru

cuptoarele mai mici Din considerente mecanice grosimea peretelui nu este constantă pe

toată icircnălţimea sa ci este mai mare la baza creuzetului astfel icircncacirct forma acestuia este

tronconică cu o icircnclinare de 24 De asemenea se folosesc şi creuzete cilindrotronconice

la care partea inferioară este sub formă de trunchi de con (cu icircnclinare de 24 pe o

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

icircnălţime de 13 14 din icircnălţimea creuzetului) icircntrucacirct aici corodarea cauzată de agitaţia

topiturii este maximă

Materiale refractare utilizate la confecţionarea creuzetului trebuie să suportetemperaturi pacircnă la 1650degC (topirea oţelului) să aibă coeficient de dilataţie cacirct mai mic (se

evită fisurarea creuzetului datorită variaţiilor de temperatură pe grosimea peretelui) şi să

reziste la acţiunea chimică a zgurei In general se utilizează amestecuri de materiale

refractare după reţete care au condus la durabilităţi ridicate ale creuzetului De menţionat ca

aceste reţete sunt dependente de metalul sau aliajul de topit

22

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL III

DIMENSIONAREA CUPTORULUI

1 DIMENSIONAREA CREUZETULUIDupă alegerea materialului refractar al creuzetului se stabilesc dimensiunile d2

(diametrul mediu) şi h2 (icircnălţimea maximă a icircncărcăturii ndash de siguranţă)

Materialul refractar Grafit

Volumul util 2

22

4

hd m

v sdotsdot

==π

ρ

unde ρrsquo este densitatea la temperatura mediului ambiant 200C

722 _ =topit met ρ kgdm3

Coeficientul de zvelteţe al băii

Acest coeficient ese impus pentru a obţine un randament electric şi termic cacirct mai mare şi se

alege din intervalul

==2

22 h

d c 05 1 =gt c2=06

Rezultă diametrul mediu al acestui cuptor cu creuzet este

23

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mdmmc

d 656056660828372

10006044333

2 ===sdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

=π ρ π

Diametrul mediu al cuptorului este

d 2= 0656 m

Cu ajutorul coeficientului de zvelteţe ales ( c=06 ) vom determina icircnălţimea creuzetului

mh

c

d h 11

60

65602

22 =rArr==

Icircnălţimea icircncărcăturii este

h2=11 m

Icircnălţimea creuzetului se adoptă cu circa 20 ndash 30 mai mare decacirct h2 pentru a ţine cont de

agitaţia băii şi de adăugarea bucăţilor solide de metal

Icircnălţimea creuzetului este21 251 hh sdot= deci

h1= 137m

Grosimea peretelui creuzetului este ac şi se adoptă pe baza relaţiei

020025012

==d ac

Vom adopta ac=013m deci

ac=013 m

Grosimea stratului izolator ndash diatomită ndash icircn general se ia valori de 1 ndash 10 cm

24

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Voi alege grosimea de 001 m deci

ai =001 m

2 RANDAMENTUL TERMIC AL CUPTORULUI

maad d ic 9260010130265602221 =+sdot+=sdot+sdot+=

- material refractar- diatomina

bull densitate ρ=700kgm3

bull conduciv termică λ=(016+031∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=900 oC

Pierderile laterale prin stratul de grafit şi diatomită

Pierderile laterale se calculează pentru primul strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

- pentru că se calculează aproximacircnd cuptorul cu un cilindru unde

l = h2 + ac2=1093+012=1143 m

W C

l

r

r

Ro

0002496070)1015010163(14312

2980

3980ln

2

ln

3

1

2

=sdotsdotminussdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

= minusπ λ π λ

25

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Deci rezistenţa termică a grafitului este

R λ =249607∙10-4 oCW

Pierderile laterale se calculează pentru al doilea strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

Temperatura la suprafaţa interioară a stratului termoizolant se consideră Θ=150 oC

W C

S

a R

oc 05271730

)15010310160(5934

0503

2

=sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

( ) 593441 222 =sdotsdotΘsdot= hS π m2

R λ =00527173 oCW

Rezistenţa totală este

052966900527173010496072 4

21 =+sdot=+= minusλ λ R R Rtot

oCW

Pierderile laterale

82921132705296690

150700 =minus=ΘminusΘ=Φtot

ambiant golirelateral R

W

Pierderile laterale

Φlaterale= 113278292 W

26

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Transferul de căldură prin porţiunea inferioară

W C S

a R o8386560)2010310160(7174390

10 3inf

inf =sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

71743904

9560

4

22

23 =

sdot=

Θsdot=

π π S m2

440328708386560

20700inf

inf =minus=ΘminusΘ=Φλ R

ambiant golire W

Pierderile prin partea inferioară a cuptorului

Φinf = 87044032W

Transferul de căldură prin capac

Vom considera capacul acestui cuptor din fibre ceramice care are următoarele proprietăţi

fizice

bull densitate ρ=50 kgm3

bullconducivitate termică λ=(01+04∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=1300 oC

cu grosimea de g=6 cm

Rezistenţa termică a capacului

144191007174390)1200104010(

0603 =sdotsdotsdot+=sdot= minus

capaccapac S

g R λ

oCW

27

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Fluxul termic prin capac este date de

02438492414419100

40700=

minus=

ΘminusΘ=Φ

capac

ambiant golirecapac R

W

Pierderile prin capacul cuptorului

Φcapac= 492402438 W

Deci pierderile totale rezulta icircnsumacircnd aceste trei pierderi adică

capacerior lateral TOTAL Φ+Φ+Φ=Φ inf

Adică

2939041712202438492444032870829211327inf =++=Φ+Φ+Φ=Φ capacerior lateral TOTAL W

23351

3501000

=sdot

=sdotsdot

=sdot

=t

iV

t

im P u

ρ kW

81911217233

233=

+=

+=

t u

ut p P

P η

Puterea transformată icircn căldură icircn şarjă la randament 891=t η

26091051

35010002 =

sdotsdot

=sdotsdot

=t topiret

im P

η kW

28

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 14: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

rece apare condens pe inductor ce periclitează izolaţia acestuia Orientativ la o viteză a apei

de răcire de 1 15ms densitatea de curent este de circa 20 Amm

Micşorarea pierderilor icircn cuprul inductorului nu este posibilă prin mărirea secţiuniitransversale a ţevii datorită efectului pelicuiar Grosimea peretelui ţevii orientată spre creuzet

trebuie să fie de ce puţin 13 ori mai mare decacirct adacircncimea de pătrundere a cacircmpului

electromagnetic icircn materialul ţevii La frecvenţe industriale adacircncimea de pătrundere fiind de

circa 10 mm inductorul se realizează din bară de cupru plină Pe faţa inductorului opusă

creuzetului se sudează o ţeava de cupru prin care va circula apa de răcire Izolarea spirelor se

face prin spaţii de aer de 12 cm sau prin straturi de micanită sticlostratitex cu grosimi de

minim 15 mmUnele inductoare au prize ce permit utilizarea raţională a puterii sursei icircn condiţiile

modificării impedanţei cuptorului icircn decursul elaborării şarjei sau ca urmare a uzurii

căptuşelii sau a trecerii de la o marcă de metal la alta

Căptuşeala creuzetului se confecţionează din material refractar granulat după ce

inductorul a fost montat Materialul refractar se icircndeasă prin batere (stampare) icircn spaţiul

dintre carcasa interioară (din carton de azbest sau micanită) a inductorului şi un şablon din

tablă de oţel ce se va topi la prima şarjă

Compoziţia materialului refractar se adoptă avacircnd icircn vedere

bull căderea mare de temperatură dintre metalul topit (circa 1600 degC la oţel) şi

inductorul răcit cu apa ce trebuie preluată de o grosime de numai 10 13 cm a

peretelui creuzetului (cu cacirct acest perete este mai subţire performanţele

electrice ale cuptorului sunt mai ridicate)

bull solicitarea mecanică a căptuşelii datorită presiunii hidrostatice a topiturii si

eforturilor electrodinamice din baia de metal topit

bull acţiunea chimică a diferitelor componente ale icircncărcăturii (de exemplu

manganul acţionează asupra căptuşelii acide formacircnd silicaţi ce impurifică

metalul iar siliciul distruge căptuşelile bazice)

Mecanismul de basculare poate fi cu acţionare hidraulică prin cabluri cu şurub sau

alte sisteme Rotirea cuptorului se poate face icircn jurul unei axe ce trece prin centrul său de

greutate (consum minim de energie) sau icircn jurul unei axe ce trece pe sub jgheabul de golire

Ultima variantă are avantajul că elimină manevrele cu oala de turnare care are o poziţie fixă

iar vacircna de metal fiind scurtă rezultă pierderi reduse de material prin oxidare

18

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Bascularea cuptorului se poate face şi cu ajutorul unui plan cu monoşina care deserveşte mai

multe cuptoare icircn acelaşi timp este folosit şi la icircncărcarea acestora

Cuptoarele de mare capacitate sunt acţionate hidraulic inclusiv deschidereacapacelor Dezavantajul rezidă icircn necesitatea unor spaţii mari sub cuptor pentru instalarea

cilindrilor hidraulici şi existenţa instalaţiilor de ulei sub presiune care scumpesc

echipamentul cuptorului Conductele de alimentare ale cuptorului trebuie să permită

icircnclinarea acestuia şi din punct de vedere constructiv deosebim două variante şi anume

bull reţea scurtă cu legături rigide ce utilizează contacte tip separator care se

deschid icircn momentul icircnclinării cuptorului Sistemul nu permite alimentarea

cuptorului icircn poziţie icircnclinată dar are lungime redusă şi deci pierderi mici prinefect Joule-Lentz Ca dezavantaj principal menţionăm icircntreţinerea periodică a

contactelor Densitatea de curent admisibilă a contactelor răcite cu apă este de

20- 30 Amm

bull reţea scurtă cu legături flexibile sistem frecvent utilizat care icircnlătură

dezavantajele variantei anterioare Ca inconveniente se menţionează lungimea

mare a cablurilor flexibile (cacircţiva metri) şi pierderile de putere pe

conductoarele acestora ultimele ajungacircnd pacircnă la 5 din puterea activă a

cuptorului Cablurile sunt răcite cu apă (circulă icircn interiorul unui furtun de

cauciuc icircn care este introdusă funia de cupru) şi admit o densitate de curent de

56 Amm2

3 Tehnologii de realizare a inductorului şi creuzetului

aConfecţionarea inductorului Inductorul nu are numai un rol electric acela de a crea cacircmpul magnetic din cuptor ci

si un rol mecanic de a consolida creuzetul şi de a mării rigiditatea acestuia Din acest motiv

construcţia inductorului este foarte importantă iar consolidarea spirelor sale trebuie făcută

corect avacircnd icircn vedere şi forţele electrodinamice care tind să expandeze spirele spre

exterior

Metodele de consolidare a inductorului depind de forma spirelor acestuia care pot fi

de tip elicoidal sau plan

19

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

La inductoarele cu spire plane trecerea de la o spiră Ia alta se face cu ajutorul unei

porţiuni icircnclinate a cărei lungime variază invers proporţional cu grosimea peretelui ţevii De

cele mai multe ori icircnaintea icircnfăşurării ţeava se umple cu nisipIcircnfăşurarea se face cu ajutorul unor tambun care se pot monta direct pe un strung

normal dacă diametrul inductorului nu este prea mare icircn cazul inductoarelor cu diametre de

052 m se folosesc utilaje specializate la care ţeava de inductor este trasă prin două perechi

de role (verticale şi orizontale) ce se deplasează de-a lungul tamburului pe măsură ce se

icircnfăşoară bobina Prin utilizarea unor role profilate concomitent cu icircnfăşurarea se poate

obţine şi modificarea formei secţiunii spirei (de la secţiune circulară la una rectangulară de

exemplu)Pentru obţinerea inductoarelor cu spire plane se utilizează un tambur prevăzut cu

pieptene ce constă dintr-o placă curbată pe care sunt sudate aripioare de oţel icircnclinate

corespunzător şi distanţate icircn funcţie de diametru ţevii Pieptenele se fixează de aşa

manieră icircncacirct după terminarea icircnfăşurării să se poată trage icircnăuntrul tamburului pentru a

permite scoaterea bobinei icircnclinarea ţevii icircn dreptul pieptenelui se face după icircncălzirea

porţiunii respective de spiră cu ajutorul unui arzător cu gaz

Pentru a evita deformarea profilului la icircnfăşurarea pe tambur trebuie respectate

anumite rapoarte icircntre dimetrul tamburului şi dimetrul exterior al ţevii icircn funcţie de grosimea

peretelui acesteia

Fixarea inductoarelor cu spire plane poate fi făcută prin presarea spirelor izolate icircntre

două plăci frontale confecţionate din materiale izolante cu ajutorul unor bride izolante

Stracircngerea plăcilor se face cu ajutorul unor scoabe din materiale nemagnetice introduse icircn

tăieturile practicate icircn bride şi apoi scoase prin orificiile plăcilor frontale şi fixate cu piuliţe

Fixarea inductorului de carcasa cuptorului se face cu ajutorul unor bolţuri ce trec prin

peretele carcasei şi presează lateral bridele Această construcţie asigură o rigiditate suficientă

creuzetului icircn timpul icircnclinării cuptorului Consolidarea inductoarelor cu spire icircnclinate

poate fi obţinută prin fixarea individuală a fiecărei spire de bridele verticale izolante prin

intermediul unor buloane de alamă lipite de spire Bridele se fixează de corpul cuptorului cu

ajutorul unor tiranţi a căror icircntindere se realizează prin piuliţe cu filet stacircnga - dreapta

4 Confecţionarea căptuşelii cuptoarelor de inducţie cu creuzet

20

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Căptuşeala refractară a cuptoarelor de inducţie cu creuzet se compune din elemente

constructive principale legate de creuzet printr-un strat de material refractar sub formă de

tencuialăBaza constituie suportul pe care se aşează creuzetul şi inductorul şi se zideşte direct

pe carcasa cuptorului La cuptoarele mici (50 100 kg icircncărcătura) baza se confecţionează

din blocuri fasonate fixate d 6 C3TC3SS CU bride şi buloane nemagnetice La unele

cuptoare se face din beton refractar sau azbociment sticlostratitext dar acestea au o durată

de viaţă scăzută

Cea mai utilizată este baza de cărămizi normale de şamotă zidite cu mortar obţinut

din 75 şamotă măcinată şi 25 argilă umedă Dacă este cazul (temperaturi ridicate aleşarjei) baza se realizează din mai multe straturi refractare şi termoizolante

Coroana refractară se confecţionează din blocuri de şamotă fasonate sau din cărămizi

normal de şamotă In coroană se fixează jgheabul de golire ce are rolul de a orienta şuvoiul

de metal topit atunci cacircnd se goleşte cuptorul

Jgheabul poate fi dintr-un singur bloc de şamotă (la cuptoarele mici) sau din mai

multe cărămizi de şamotă fasonate (la cuptoarele mari)

Creuzetul este partea cea mai solicitată a căptuşelii fund expus la gradiente de

temperatură de ordinul a 200degCcm şi la presiuni hidrostatice exercitate de metalul topit de

48 Ncm sau chiar mai mult De aceea alegerea corectă a formei şi dimensiunilor

creuzetului ca şi a materialelor refractare utilizate este de cea mai mare importanţă pentru

fiabilitatea şi siguranţă icircn funcţionarea cuptorului

Din punct de vedere electric grosimea peretelui creuzetului trebuie să fie minimă

pentru a avea un cuplaj cacirct mai bun icircntre inductor şi şarjă deci randament electric cacirct mai

ridicat Sub aspect mecanic şi termic grosimea peretelui creuzetului este bine să fie cacirct mai

mare pentru a avea pierderi de căldură mici(randament termic ridicat) şi solicitări mecanice

reduse

Grosimea optimă a peretelui creuzetului care a dat rezultate satisfăcătoare icircn practică

este de 1030 din diametrul creuzetului valori mai mari fiind recomandate pentru

cuptoarele mai mici Din considerente mecanice grosimea peretelui nu este constantă pe

toată icircnălţimea sa ci este mai mare la baza creuzetului astfel icircncacirct forma acestuia este

tronconică cu o icircnclinare de 24 De asemenea se folosesc şi creuzete cilindrotronconice

la care partea inferioară este sub formă de trunchi de con (cu icircnclinare de 24 pe o

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

icircnălţime de 13 14 din icircnălţimea creuzetului) icircntrucacirct aici corodarea cauzată de agitaţia

topiturii este maximă

Materiale refractare utilizate la confecţionarea creuzetului trebuie să suportetemperaturi pacircnă la 1650degC (topirea oţelului) să aibă coeficient de dilataţie cacirct mai mic (se

evită fisurarea creuzetului datorită variaţiilor de temperatură pe grosimea peretelui) şi să

reziste la acţiunea chimică a zgurei In general se utilizează amestecuri de materiale

refractare după reţete care au condus la durabilităţi ridicate ale creuzetului De menţionat ca

aceste reţete sunt dependente de metalul sau aliajul de topit

22

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL III

DIMENSIONAREA CUPTORULUI

1 DIMENSIONAREA CREUZETULUIDupă alegerea materialului refractar al creuzetului se stabilesc dimensiunile d2

(diametrul mediu) şi h2 (icircnălţimea maximă a icircncărcăturii ndash de siguranţă)

Materialul refractar Grafit

Volumul util 2

22

4

hd m

v sdotsdot

==π

ρ

unde ρrsquo este densitatea la temperatura mediului ambiant 200C

722 _ =topit met ρ kgdm3

Coeficientul de zvelteţe al băii

Acest coeficient ese impus pentru a obţine un randament electric şi termic cacirct mai mare şi se

alege din intervalul

==2

22 h

d c 05 1 =gt c2=06

Rezultă diametrul mediu al acestui cuptor cu creuzet este

23

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mdmmc

d 656056660828372

10006044333

2 ===sdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

=π ρ π

Diametrul mediu al cuptorului este

d 2= 0656 m

Cu ajutorul coeficientului de zvelteţe ales ( c=06 ) vom determina icircnălţimea creuzetului

mh

c

d h 11

60

65602

22 =rArr==

Icircnălţimea icircncărcăturii este

h2=11 m

Icircnălţimea creuzetului se adoptă cu circa 20 ndash 30 mai mare decacirct h2 pentru a ţine cont de

agitaţia băii şi de adăugarea bucăţilor solide de metal

Icircnălţimea creuzetului este21 251 hh sdot= deci

h1= 137m

Grosimea peretelui creuzetului este ac şi se adoptă pe baza relaţiei

020025012

==d ac

Vom adopta ac=013m deci

ac=013 m

Grosimea stratului izolator ndash diatomită ndash icircn general se ia valori de 1 ndash 10 cm

24

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Voi alege grosimea de 001 m deci

ai =001 m

2 RANDAMENTUL TERMIC AL CUPTORULUI

maad d ic 9260010130265602221 =+sdot+=sdot+sdot+=

- material refractar- diatomina

bull densitate ρ=700kgm3

bull conduciv termică λ=(016+031∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=900 oC

Pierderile laterale prin stratul de grafit şi diatomită

Pierderile laterale se calculează pentru primul strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

- pentru că se calculează aproximacircnd cuptorul cu un cilindru unde

l = h2 + ac2=1093+012=1143 m

W C

l

r

r

Ro

0002496070)1015010163(14312

2980

3980ln

2

ln

3

1

2

=sdotsdotminussdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

= minusπ λ π λ

25

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Deci rezistenţa termică a grafitului este

R λ =249607∙10-4 oCW

Pierderile laterale se calculează pentru al doilea strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

Temperatura la suprafaţa interioară a stratului termoizolant se consideră Θ=150 oC

W C

S

a R

oc 05271730

)15010310160(5934

0503

2

=sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

( ) 593441 222 =sdotsdotΘsdot= hS π m2

R λ =00527173 oCW

Rezistenţa totală este

052966900527173010496072 4

21 =+sdot=+= minusλ λ R R Rtot

oCW

Pierderile laterale

82921132705296690

150700 =minus=ΘminusΘ=Φtot

ambiant golirelateral R

W

Pierderile laterale

Φlaterale= 113278292 W

26

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Transferul de căldură prin porţiunea inferioară

W C S

a R o8386560)2010310160(7174390

10 3inf

inf =sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

71743904

9560

4

22

23 =

sdot=

Θsdot=

π π S m2

440328708386560

20700inf

inf =minus=ΘminusΘ=Φλ R

ambiant golire W

Pierderile prin partea inferioară a cuptorului

Φinf = 87044032W

Transferul de căldură prin capac

Vom considera capacul acestui cuptor din fibre ceramice care are următoarele proprietăţi

fizice

bull densitate ρ=50 kgm3

bullconducivitate termică λ=(01+04∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=1300 oC

cu grosimea de g=6 cm

Rezistenţa termică a capacului

144191007174390)1200104010(

0603 =sdotsdotsdot+=sdot= minus

capaccapac S

g R λ

oCW

27

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Fluxul termic prin capac este date de

02438492414419100

40700=

minus=

ΘminusΘ=Φ

capac

ambiant golirecapac R

W

Pierderile prin capacul cuptorului

Φcapac= 492402438 W

Deci pierderile totale rezulta icircnsumacircnd aceste trei pierderi adică

capacerior lateral TOTAL Φ+Φ+Φ=Φ inf

Adică

2939041712202438492444032870829211327inf =++=Φ+Φ+Φ=Φ capacerior lateral TOTAL W

23351

3501000

=sdot

=sdotsdot

=sdot

=t

iV

t

im P u

ρ kW

81911217233

233=

+=

+=

t u

ut p P

P η

Puterea transformată icircn căldură icircn şarjă la randament 891=t η

26091051

35010002 =

sdotsdot

=sdotsdot

=t topiret

im P

η kW

28

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 15: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Bascularea cuptorului se poate face şi cu ajutorul unui plan cu monoşina care deserveşte mai

multe cuptoare icircn acelaşi timp este folosit şi la icircncărcarea acestora

Cuptoarele de mare capacitate sunt acţionate hidraulic inclusiv deschidereacapacelor Dezavantajul rezidă icircn necesitatea unor spaţii mari sub cuptor pentru instalarea

cilindrilor hidraulici şi existenţa instalaţiilor de ulei sub presiune care scumpesc

echipamentul cuptorului Conductele de alimentare ale cuptorului trebuie să permită

icircnclinarea acestuia şi din punct de vedere constructiv deosebim două variante şi anume

bull reţea scurtă cu legături rigide ce utilizează contacte tip separator care se

deschid icircn momentul icircnclinării cuptorului Sistemul nu permite alimentarea

cuptorului icircn poziţie icircnclinată dar are lungime redusă şi deci pierderi mici prinefect Joule-Lentz Ca dezavantaj principal menţionăm icircntreţinerea periodică a

contactelor Densitatea de curent admisibilă a contactelor răcite cu apă este de

20- 30 Amm

bull reţea scurtă cu legături flexibile sistem frecvent utilizat care icircnlătură

dezavantajele variantei anterioare Ca inconveniente se menţionează lungimea

mare a cablurilor flexibile (cacircţiva metri) şi pierderile de putere pe

conductoarele acestora ultimele ajungacircnd pacircnă la 5 din puterea activă a

cuptorului Cablurile sunt răcite cu apă (circulă icircn interiorul unui furtun de

cauciuc icircn care este introdusă funia de cupru) şi admit o densitate de curent de

56 Amm2

3 Tehnologii de realizare a inductorului şi creuzetului

aConfecţionarea inductorului Inductorul nu are numai un rol electric acela de a crea cacircmpul magnetic din cuptor ci

si un rol mecanic de a consolida creuzetul şi de a mării rigiditatea acestuia Din acest motiv

construcţia inductorului este foarte importantă iar consolidarea spirelor sale trebuie făcută

corect avacircnd icircn vedere şi forţele electrodinamice care tind să expandeze spirele spre

exterior

Metodele de consolidare a inductorului depind de forma spirelor acestuia care pot fi

de tip elicoidal sau plan

19

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

La inductoarele cu spire plane trecerea de la o spiră Ia alta se face cu ajutorul unei

porţiuni icircnclinate a cărei lungime variază invers proporţional cu grosimea peretelui ţevii De

cele mai multe ori icircnaintea icircnfăşurării ţeava se umple cu nisipIcircnfăşurarea se face cu ajutorul unor tambun care se pot monta direct pe un strung

normal dacă diametrul inductorului nu este prea mare icircn cazul inductoarelor cu diametre de

052 m se folosesc utilaje specializate la care ţeava de inductor este trasă prin două perechi

de role (verticale şi orizontale) ce se deplasează de-a lungul tamburului pe măsură ce se

icircnfăşoară bobina Prin utilizarea unor role profilate concomitent cu icircnfăşurarea se poate

obţine şi modificarea formei secţiunii spirei (de la secţiune circulară la una rectangulară de

exemplu)Pentru obţinerea inductoarelor cu spire plane se utilizează un tambur prevăzut cu

pieptene ce constă dintr-o placă curbată pe care sunt sudate aripioare de oţel icircnclinate

corespunzător şi distanţate icircn funcţie de diametru ţevii Pieptenele se fixează de aşa

manieră icircncacirct după terminarea icircnfăşurării să se poată trage icircnăuntrul tamburului pentru a

permite scoaterea bobinei icircnclinarea ţevii icircn dreptul pieptenelui se face după icircncălzirea

porţiunii respective de spiră cu ajutorul unui arzător cu gaz

Pentru a evita deformarea profilului la icircnfăşurarea pe tambur trebuie respectate

anumite rapoarte icircntre dimetrul tamburului şi dimetrul exterior al ţevii icircn funcţie de grosimea

peretelui acesteia

Fixarea inductoarelor cu spire plane poate fi făcută prin presarea spirelor izolate icircntre

două plăci frontale confecţionate din materiale izolante cu ajutorul unor bride izolante

Stracircngerea plăcilor se face cu ajutorul unor scoabe din materiale nemagnetice introduse icircn

tăieturile practicate icircn bride şi apoi scoase prin orificiile plăcilor frontale şi fixate cu piuliţe

Fixarea inductorului de carcasa cuptorului se face cu ajutorul unor bolţuri ce trec prin

peretele carcasei şi presează lateral bridele Această construcţie asigură o rigiditate suficientă

creuzetului icircn timpul icircnclinării cuptorului Consolidarea inductoarelor cu spire icircnclinate

poate fi obţinută prin fixarea individuală a fiecărei spire de bridele verticale izolante prin

intermediul unor buloane de alamă lipite de spire Bridele se fixează de corpul cuptorului cu

ajutorul unor tiranţi a căror icircntindere se realizează prin piuliţe cu filet stacircnga - dreapta

4 Confecţionarea căptuşelii cuptoarelor de inducţie cu creuzet

20

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Căptuşeala refractară a cuptoarelor de inducţie cu creuzet se compune din elemente

constructive principale legate de creuzet printr-un strat de material refractar sub formă de

tencuialăBaza constituie suportul pe care se aşează creuzetul şi inductorul şi se zideşte direct

pe carcasa cuptorului La cuptoarele mici (50 100 kg icircncărcătura) baza se confecţionează

din blocuri fasonate fixate d 6 C3TC3SS CU bride şi buloane nemagnetice La unele

cuptoare se face din beton refractar sau azbociment sticlostratitext dar acestea au o durată

de viaţă scăzută

Cea mai utilizată este baza de cărămizi normale de şamotă zidite cu mortar obţinut

din 75 şamotă măcinată şi 25 argilă umedă Dacă este cazul (temperaturi ridicate aleşarjei) baza se realizează din mai multe straturi refractare şi termoizolante

Coroana refractară se confecţionează din blocuri de şamotă fasonate sau din cărămizi

normal de şamotă In coroană se fixează jgheabul de golire ce are rolul de a orienta şuvoiul

de metal topit atunci cacircnd se goleşte cuptorul

Jgheabul poate fi dintr-un singur bloc de şamotă (la cuptoarele mici) sau din mai

multe cărămizi de şamotă fasonate (la cuptoarele mari)

Creuzetul este partea cea mai solicitată a căptuşelii fund expus la gradiente de

temperatură de ordinul a 200degCcm şi la presiuni hidrostatice exercitate de metalul topit de

48 Ncm sau chiar mai mult De aceea alegerea corectă a formei şi dimensiunilor

creuzetului ca şi a materialelor refractare utilizate este de cea mai mare importanţă pentru

fiabilitatea şi siguranţă icircn funcţionarea cuptorului

Din punct de vedere electric grosimea peretelui creuzetului trebuie să fie minimă

pentru a avea un cuplaj cacirct mai bun icircntre inductor şi şarjă deci randament electric cacirct mai

ridicat Sub aspect mecanic şi termic grosimea peretelui creuzetului este bine să fie cacirct mai

mare pentru a avea pierderi de căldură mici(randament termic ridicat) şi solicitări mecanice

reduse

Grosimea optimă a peretelui creuzetului care a dat rezultate satisfăcătoare icircn practică

este de 1030 din diametrul creuzetului valori mai mari fiind recomandate pentru

cuptoarele mai mici Din considerente mecanice grosimea peretelui nu este constantă pe

toată icircnălţimea sa ci este mai mare la baza creuzetului astfel icircncacirct forma acestuia este

tronconică cu o icircnclinare de 24 De asemenea se folosesc şi creuzete cilindrotronconice

la care partea inferioară este sub formă de trunchi de con (cu icircnclinare de 24 pe o

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

icircnălţime de 13 14 din icircnălţimea creuzetului) icircntrucacirct aici corodarea cauzată de agitaţia

topiturii este maximă

Materiale refractare utilizate la confecţionarea creuzetului trebuie să suportetemperaturi pacircnă la 1650degC (topirea oţelului) să aibă coeficient de dilataţie cacirct mai mic (se

evită fisurarea creuzetului datorită variaţiilor de temperatură pe grosimea peretelui) şi să

reziste la acţiunea chimică a zgurei In general se utilizează amestecuri de materiale

refractare după reţete care au condus la durabilităţi ridicate ale creuzetului De menţionat ca

aceste reţete sunt dependente de metalul sau aliajul de topit

22

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL III

DIMENSIONAREA CUPTORULUI

1 DIMENSIONAREA CREUZETULUIDupă alegerea materialului refractar al creuzetului se stabilesc dimensiunile d2

(diametrul mediu) şi h2 (icircnălţimea maximă a icircncărcăturii ndash de siguranţă)

Materialul refractar Grafit

Volumul util 2

22

4

hd m

v sdotsdot

==π

ρ

unde ρrsquo este densitatea la temperatura mediului ambiant 200C

722 _ =topit met ρ kgdm3

Coeficientul de zvelteţe al băii

Acest coeficient ese impus pentru a obţine un randament electric şi termic cacirct mai mare şi se

alege din intervalul

==2

22 h

d c 05 1 =gt c2=06

Rezultă diametrul mediu al acestui cuptor cu creuzet este

23

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mdmmc

d 656056660828372

10006044333

2 ===sdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

=π ρ π

Diametrul mediu al cuptorului este

d 2= 0656 m

Cu ajutorul coeficientului de zvelteţe ales ( c=06 ) vom determina icircnălţimea creuzetului

mh

c

d h 11

60

65602

22 =rArr==

Icircnălţimea icircncărcăturii este

h2=11 m

Icircnălţimea creuzetului se adoptă cu circa 20 ndash 30 mai mare decacirct h2 pentru a ţine cont de

agitaţia băii şi de adăugarea bucăţilor solide de metal

Icircnălţimea creuzetului este21 251 hh sdot= deci

h1= 137m

Grosimea peretelui creuzetului este ac şi se adoptă pe baza relaţiei

020025012

==d ac

Vom adopta ac=013m deci

ac=013 m

Grosimea stratului izolator ndash diatomită ndash icircn general se ia valori de 1 ndash 10 cm

24

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Voi alege grosimea de 001 m deci

ai =001 m

2 RANDAMENTUL TERMIC AL CUPTORULUI

maad d ic 9260010130265602221 =+sdot+=sdot+sdot+=

- material refractar- diatomina

bull densitate ρ=700kgm3

bull conduciv termică λ=(016+031∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=900 oC

Pierderile laterale prin stratul de grafit şi diatomită

Pierderile laterale se calculează pentru primul strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

- pentru că se calculează aproximacircnd cuptorul cu un cilindru unde

l = h2 + ac2=1093+012=1143 m

W C

l

r

r

Ro

0002496070)1015010163(14312

2980

3980ln

2

ln

3

1

2

=sdotsdotminussdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

= minusπ λ π λ

25

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Deci rezistenţa termică a grafitului este

R λ =249607∙10-4 oCW

Pierderile laterale se calculează pentru al doilea strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

Temperatura la suprafaţa interioară a stratului termoizolant se consideră Θ=150 oC

W C

S

a R

oc 05271730

)15010310160(5934

0503

2

=sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

( ) 593441 222 =sdotsdotΘsdot= hS π m2

R λ =00527173 oCW

Rezistenţa totală este

052966900527173010496072 4

21 =+sdot=+= minusλ λ R R Rtot

oCW

Pierderile laterale

82921132705296690

150700 =minus=ΘminusΘ=Φtot

ambiant golirelateral R

W

Pierderile laterale

Φlaterale= 113278292 W

26

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Transferul de căldură prin porţiunea inferioară

W C S

a R o8386560)2010310160(7174390

10 3inf

inf =sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

71743904

9560

4

22

23 =

sdot=

Θsdot=

π π S m2

440328708386560

20700inf

inf =minus=ΘminusΘ=Φλ R

ambiant golire W

Pierderile prin partea inferioară a cuptorului

Φinf = 87044032W

Transferul de căldură prin capac

Vom considera capacul acestui cuptor din fibre ceramice care are următoarele proprietăţi

fizice

bull densitate ρ=50 kgm3

bullconducivitate termică λ=(01+04∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=1300 oC

cu grosimea de g=6 cm

Rezistenţa termică a capacului

144191007174390)1200104010(

0603 =sdotsdotsdot+=sdot= minus

capaccapac S

g R λ

oCW

27

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Fluxul termic prin capac este date de

02438492414419100

40700=

minus=

ΘminusΘ=Φ

capac

ambiant golirecapac R

W

Pierderile prin capacul cuptorului

Φcapac= 492402438 W

Deci pierderile totale rezulta icircnsumacircnd aceste trei pierderi adică

capacerior lateral TOTAL Φ+Φ+Φ=Φ inf

Adică

2939041712202438492444032870829211327inf =++=Φ+Φ+Φ=Φ capacerior lateral TOTAL W

23351

3501000

=sdot

=sdotsdot

=sdot

=t

iV

t

im P u

ρ kW

81911217233

233=

+=

+=

t u

ut p P

P η

Puterea transformată icircn căldură icircn şarjă la randament 891=t η

26091051

35010002 =

sdotsdot

=sdotsdot

=t topiret

im P

η kW

28

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 16: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

La inductoarele cu spire plane trecerea de la o spiră Ia alta se face cu ajutorul unei

porţiuni icircnclinate a cărei lungime variază invers proporţional cu grosimea peretelui ţevii De

cele mai multe ori icircnaintea icircnfăşurării ţeava se umple cu nisipIcircnfăşurarea se face cu ajutorul unor tambun care se pot monta direct pe un strung

normal dacă diametrul inductorului nu este prea mare icircn cazul inductoarelor cu diametre de

052 m se folosesc utilaje specializate la care ţeava de inductor este trasă prin două perechi

de role (verticale şi orizontale) ce se deplasează de-a lungul tamburului pe măsură ce se

icircnfăşoară bobina Prin utilizarea unor role profilate concomitent cu icircnfăşurarea se poate

obţine şi modificarea formei secţiunii spirei (de la secţiune circulară la una rectangulară de

exemplu)Pentru obţinerea inductoarelor cu spire plane se utilizează un tambur prevăzut cu

pieptene ce constă dintr-o placă curbată pe care sunt sudate aripioare de oţel icircnclinate

corespunzător şi distanţate icircn funcţie de diametru ţevii Pieptenele se fixează de aşa

manieră icircncacirct după terminarea icircnfăşurării să se poată trage icircnăuntrul tamburului pentru a

permite scoaterea bobinei icircnclinarea ţevii icircn dreptul pieptenelui se face după icircncălzirea

porţiunii respective de spiră cu ajutorul unui arzător cu gaz

Pentru a evita deformarea profilului la icircnfăşurarea pe tambur trebuie respectate

anumite rapoarte icircntre dimetrul tamburului şi dimetrul exterior al ţevii icircn funcţie de grosimea

peretelui acesteia

Fixarea inductoarelor cu spire plane poate fi făcută prin presarea spirelor izolate icircntre

două plăci frontale confecţionate din materiale izolante cu ajutorul unor bride izolante

Stracircngerea plăcilor se face cu ajutorul unor scoabe din materiale nemagnetice introduse icircn

tăieturile practicate icircn bride şi apoi scoase prin orificiile plăcilor frontale şi fixate cu piuliţe

Fixarea inductorului de carcasa cuptorului se face cu ajutorul unor bolţuri ce trec prin

peretele carcasei şi presează lateral bridele Această construcţie asigură o rigiditate suficientă

creuzetului icircn timpul icircnclinării cuptorului Consolidarea inductoarelor cu spire icircnclinate

poate fi obţinută prin fixarea individuală a fiecărei spire de bridele verticale izolante prin

intermediul unor buloane de alamă lipite de spire Bridele se fixează de corpul cuptorului cu

ajutorul unor tiranţi a căror icircntindere se realizează prin piuliţe cu filet stacircnga - dreapta

4 Confecţionarea căptuşelii cuptoarelor de inducţie cu creuzet

20

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Căptuşeala refractară a cuptoarelor de inducţie cu creuzet se compune din elemente

constructive principale legate de creuzet printr-un strat de material refractar sub formă de

tencuialăBaza constituie suportul pe care se aşează creuzetul şi inductorul şi se zideşte direct

pe carcasa cuptorului La cuptoarele mici (50 100 kg icircncărcătura) baza se confecţionează

din blocuri fasonate fixate d 6 C3TC3SS CU bride şi buloane nemagnetice La unele

cuptoare se face din beton refractar sau azbociment sticlostratitext dar acestea au o durată

de viaţă scăzută

Cea mai utilizată este baza de cărămizi normale de şamotă zidite cu mortar obţinut

din 75 şamotă măcinată şi 25 argilă umedă Dacă este cazul (temperaturi ridicate aleşarjei) baza se realizează din mai multe straturi refractare şi termoizolante

Coroana refractară se confecţionează din blocuri de şamotă fasonate sau din cărămizi

normal de şamotă In coroană se fixează jgheabul de golire ce are rolul de a orienta şuvoiul

de metal topit atunci cacircnd se goleşte cuptorul

Jgheabul poate fi dintr-un singur bloc de şamotă (la cuptoarele mici) sau din mai

multe cărămizi de şamotă fasonate (la cuptoarele mari)

Creuzetul este partea cea mai solicitată a căptuşelii fund expus la gradiente de

temperatură de ordinul a 200degCcm şi la presiuni hidrostatice exercitate de metalul topit de

48 Ncm sau chiar mai mult De aceea alegerea corectă a formei şi dimensiunilor

creuzetului ca şi a materialelor refractare utilizate este de cea mai mare importanţă pentru

fiabilitatea şi siguranţă icircn funcţionarea cuptorului

Din punct de vedere electric grosimea peretelui creuzetului trebuie să fie minimă

pentru a avea un cuplaj cacirct mai bun icircntre inductor şi şarjă deci randament electric cacirct mai

ridicat Sub aspect mecanic şi termic grosimea peretelui creuzetului este bine să fie cacirct mai

mare pentru a avea pierderi de căldură mici(randament termic ridicat) şi solicitări mecanice

reduse

Grosimea optimă a peretelui creuzetului care a dat rezultate satisfăcătoare icircn practică

este de 1030 din diametrul creuzetului valori mai mari fiind recomandate pentru

cuptoarele mai mici Din considerente mecanice grosimea peretelui nu este constantă pe

toată icircnălţimea sa ci este mai mare la baza creuzetului astfel icircncacirct forma acestuia este

tronconică cu o icircnclinare de 24 De asemenea se folosesc şi creuzete cilindrotronconice

la care partea inferioară este sub formă de trunchi de con (cu icircnclinare de 24 pe o

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

icircnălţime de 13 14 din icircnălţimea creuzetului) icircntrucacirct aici corodarea cauzată de agitaţia

topiturii este maximă

Materiale refractare utilizate la confecţionarea creuzetului trebuie să suportetemperaturi pacircnă la 1650degC (topirea oţelului) să aibă coeficient de dilataţie cacirct mai mic (se

evită fisurarea creuzetului datorită variaţiilor de temperatură pe grosimea peretelui) şi să

reziste la acţiunea chimică a zgurei In general se utilizează amestecuri de materiale

refractare după reţete care au condus la durabilităţi ridicate ale creuzetului De menţionat ca

aceste reţete sunt dependente de metalul sau aliajul de topit

22

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL III

DIMENSIONAREA CUPTORULUI

1 DIMENSIONAREA CREUZETULUIDupă alegerea materialului refractar al creuzetului se stabilesc dimensiunile d2

(diametrul mediu) şi h2 (icircnălţimea maximă a icircncărcăturii ndash de siguranţă)

Materialul refractar Grafit

Volumul util 2

22

4

hd m

v sdotsdot

==π

ρ

unde ρrsquo este densitatea la temperatura mediului ambiant 200C

722 _ =topit met ρ kgdm3

Coeficientul de zvelteţe al băii

Acest coeficient ese impus pentru a obţine un randament electric şi termic cacirct mai mare şi se

alege din intervalul

==2

22 h

d c 05 1 =gt c2=06

Rezultă diametrul mediu al acestui cuptor cu creuzet este

23

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mdmmc

d 656056660828372

10006044333

2 ===sdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

=π ρ π

Diametrul mediu al cuptorului este

d 2= 0656 m

Cu ajutorul coeficientului de zvelteţe ales ( c=06 ) vom determina icircnălţimea creuzetului

mh

c

d h 11

60

65602

22 =rArr==

Icircnălţimea icircncărcăturii este

h2=11 m

Icircnălţimea creuzetului se adoptă cu circa 20 ndash 30 mai mare decacirct h2 pentru a ţine cont de

agitaţia băii şi de adăugarea bucăţilor solide de metal

Icircnălţimea creuzetului este21 251 hh sdot= deci

h1= 137m

Grosimea peretelui creuzetului este ac şi se adoptă pe baza relaţiei

020025012

==d ac

Vom adopta ac=013m deci

ac=013 m

Grosimea stratului izolator ndash diatomită ndash icircn general se ia valori de 1 ndash 10 cm

24

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Voi alege grosimea de 001 m deci

ai =001 m

2 RANDAMENTUL TERMIC AL CUPTORULUI

maad d ic 9260010130265602221 =+sdot+=sdot+sdot+=

- material refractar- diatomina

bull densitate ρ=700kgm3

bull conduciv termică λ=(016+031∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=900 oC

Pierderile laterale prin stratul de grafit şi diatomită

Pierderile laterale se calculează pentru primul strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

- pentru că se calculează aproximacircnd cuptorul cu un cilindru unde

l = h2 + ac2=1093+012=1143 m

W C

l

r

r

Ro

0002496070)1015010163(14312

2980

3980ln

2

ln

3

1

2

=sdotsdotminussdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

= minusπ λ π λ

25

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Deci rezistenţa termică a grafitului este

R λ =249607∙10-4 oCW

Pierderile laterale se calculează pentru al doilea strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

Temperatura la suprafaţa interioară a stratului termoizolant se consideră Θ=150 oC

W C

S

a R

oc 05271730

)15010310160(5934

0503

2

=sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

( ) 593441 222 =sdotsdotΘsdot= hS π m2

R λ =00527173 oCW

Rezistenţa totală este

052966900527173010496072 4

21 =+sdot=+= minusλ λ R R Rtot

oCW

Pierderile laterale

82921132705296690

150700 =minus=ΘminusΘ=Φtot

ambiant golirelateral R

W

Pierderile laterale

Φlaterale= 113278292 W

26

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Transferul de căldură prin porţiunea inferioară

W C S

a R o8386560)2010310160(7174390

10 3inf

inf =sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

71743904

9560

4

22

23 =

sdot=

Θsdot=

π π S m2

440328708386560

20700inf

inf =minus=ΘminusΘ=Φλ R

ambiant golire W

Pierderile prin partea inferioară a cuptorului

Φinf = 87044032W

Transferul de căldură prin capac

Vom considera capacul acestui cuptor din fibre ceramice care are următoarele proprietăţi

fizice

bull densitate ρ=50 kgm3

bullconducivitate termică λ=(01+04∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=1300 oC

cu grosimea de g=6 cm

Rezistenţa termică a capacului

144191007174390)1200104010(

0603 =sdotsdotsdot+=sdot= minus

capaccapac S

g R λ

oCW

27

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Fluxul termic prin capac este date de

02438492414419100

40700=

minus=

ΘminusΘ=Φ

capac

ambiant golirecapac R

W

Pierderile prin capacul cuptorului

Φcapac= 492402438 W

Deci pierderile totale rezulta icircnsumacircnd aceste trei pierderi adică

capacerior lateral TOTAL Φ+Φ+Φ=Φ inf

Adică

2939041712202438492444032870829211327inf =++=Φ+Φ+Φ=Φ capacerior lateral TOTAL W

23351

3501000

=sdot

=sdotsdot

=sdot

=t

iV

t

im P u

ρ kW

81911217233

233=

+=

+=

t u

ut p P

P η

Puterea transformată icircn căldură icircn şarjă la randament 891=t η

26091051

35010002 =

sdotsdot

=sdotsdot

=t topiret

im P

η kW

28

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 17: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Căptuşeala refractară a cuptoarelor de inducţie cu creuzet se compune din elemente

constructive principale legate de creuzet printr-un strat de material refractar sub formă de

tencuialăBaza constituie suportul pe care se aşează creuzetul şi inductorul şi se zideşte direct

pe carcasa cuptorului La cuptoarele mici (50 100 kg icircncărcătura) baza se confecţionează

din blocuri fasonate fixate d 6 C3TC3SS CU bride şi buloane nemagnetice La unele

cuptoare se face din beton refractar sau azbociment sticlostratitext dar acestea au o durată

de viaţă scăzută

Cea mai utilizată este baza de cărămizi normale de şamotă zidite cu mortar obţinut

din 75 şamotă măcinată şi 25 argilă umedă Dacă este cazul (temperaturi ridicate aleşarjei) baza se realizează din mai multe straturi refractare şi termoizolante

Coroana refractară se confecţionează din blocuri de şamotă fasonate sau din cărămizi

normal de şamotă In coroană se fixează jgheabul de golire ce are rolul de a orienta şuvoiul

de metal topit atunci cacircnd se goleşte cuptorul

Jgheabul poate fi dintr-un singur bloc de şamotă (la cuptoarele mici) sau din mai

multe cărămizi de şamotă fasonate (la cuptoarele mari)

Creuzetul este partea cea mai solicitată a căptuşelii fund expus la gradiente de

temperatură de ordinul a 200degCcm şi la presiuni hidrostatice exercitate de metalul topit de

48 Ncm sau chiar mai mult De aceea alegerea corectă a formei şi dimensiunilor

creuzetului ca şi a materialelor refractare utilizate este de cea mai mare importanţă pentru

fiabilitatea şi siguranţă icircn funcţionarea cuptorului

Din punct de vedere electric grosimea peretelui creuzetului trebuie să fie minimă

pentru a avea un cuplaj cacirct mai bun icircntre inductor şi şarjă deci randament electric cacirct mai

ridicat Sub aspect mecanic şi termic grosimea peretelui creuzetului este bine să fie cacirct mai

mare pentru a avea pierderi de căldură mici(randament termic ridicat) şi solicitări mecanice

reduse

Grosimea optimă a peretelui creuzetului care a dat rezultate satisfăcătoare icircn practică

este de 1030 din diametrul creuzetului valori mai mari fiind recomandate pentru

cuptoarele mai mici Din considerente mecanice grosimea peretelui nu este constantă pe

toată icircnălţimea sa ci este mai mare la baza creuzetului astfel icircncacirct forma acestuia este

tronconică cu o icircnclinare de 24 De asemenea se folosesc şi creuzete cilindrotronconice

la care partea inferioară este sub formă de trunchi de con (cu icircnclinare de 24 pe o

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

icircnălţime de 13 14 din icircnălţimea creuzetului) icircntrucacirct aici corodarea cauzată de agitaţia

topiturii este maximă

Materiale refractare utilizate la confecţionarea creuzetului trebuie să suportetemperaturi pacircnă la 1650degC (topirea oţelului) să aibă coeficient de dilataţie cacirct mai mic (se

evită fisurarea creuzetului datorită variaţiilor de temperatură pe grosimea peretelui) şi să

reziste la acţiunea chimică a zgurei In general se utilizează amestecuri de materiale

refractare după reţete care au condus la durabilităţi ridicate ale creuzetului De menţionat ca

aceste reţete sunt dependente de metalul sau aliajul de topit

22

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL III

DIMENSIONAREA CUPTORULUI

1 DIMENSIONAREA CREUZETULUIDupă alegerea materialului refractar al creuzetului se stabilesc dimensiunile d2

(diametrul mediu) şi h2 (icircnălţimea maximă a icircncărcăturii ndash de siguranţă)

Materialul refractar Grafit

Volumul util 2

22

4

hd m

v sdotsdot

==π

ρ

unde ρrsquo este densitatea la temperatura mediului ambiant 200C

722 _ =topit met ρ kgdm3

Coeficientul de zvelteţe al băii

Acest coeficient ese impus pentru a obţine un randament electric şi termic cacirct mai mare şi se

alege din intervalul

==2

22 h

d c 05 1 =gt c2=06

Rezultă diametrul mediu al acestui cuptor cu creuzet este

23

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mdmmc

d 656056660828372

10006044333

2 ===sdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

=π ρ π

Diametrul mediu al cuptorului este

d 2= 0656 m

Cu ajutorul coeficientului de zvelteţe ales ( c=06 ) vom determina icircnălţimea creuzetului

mh

c

d h 11

60

65602

22 =rArr==

Icircnălţimea icircncărcăturii este

h2=11 m

Icircnălţimea creuzetului se adoptă cu circa 20 ndash 30 mai mare decacirct h2 pentru a ţine cont de

agitaţia băii şi de adăugarea bucăţilor solide de metal

Icircnălţimea creuzetului este21 251 hh sdot= deci

h1= 137m

Grosimea peretelui creuzetului este ac şi se adoptă pe baza relaţiei

020025012

==d ac

Vom adopta ac=013m deci

ac=013 m

Grosimea stratului izolator ndash diatomită ndash icircn general se ia valori de 1 ndash 10 cm

24

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Voi alege grosimea de 001 m deci

ai =001 m

2 RANDAMENTUL TERMIC AL CUPTORULUI

maad d ic 9260010130265602221 =+sdot+=sdot+sdot+=

- material refractar- diatomina

bull densitate ρ=700kgm3

bull conduciv termică λ=(016+031∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=900 oC

Pierderile laterale prin stratul de grafit şi diatomită

Pierderile laterale se calculează pentru primul strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

- pentru că se calculează aproximacircnd cuptorul cu un cilindru unde

l = h2 + ac2=1093+012=1143 m

W C

l

r

r

Ro

0002496070)1015010163(14312

2980

3980ln

2

ln

3

1

2

=sdotsdotminussdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

= minusπ λ π λ

25

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Deci rezistenţa termică a grafitului este

R λ =249607∙10-4 oCW

Pierderile laterale se calculează pentru al doilea strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

Temperatura la suprafaţa interioară a stratului termoizolant se consideră Θ=150 oC

W C

S

a R

oc 05271730

)15010310160(5934

0503

2

=sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

( ) 593441 222 =sdotsdotΘsdot= hS π m2

R λ =00527173 oCW

Rezistenţa totală este

052966900527173010496072 4

21 =+sdot=+= minusλ λ R R Rtot

oCW

Pierderile laterale

82921132705296690

150700 =minus=ΘminusΘ=Φtot

ambiant golirelateral R

W

Pierderile laterale

Φlaterale= 113278292 W

26

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Transferul de căldură prin porţiunea inferioară

W C S

a R o8386560)2010310160(7174390

10 3inf

inf =sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

71743904

9560

4

22

23 =

sdot=

Θsdot=

π π S m2

440328708386560

20700inf

inf =minus=ΘminusΘ=Φλ R

ambiant golire W

Pierderile prin partea inferioară a cuptorului

Φinf = 87044032W

Transferul de căldură prin capac

Vom considera capacul acestui cuptor din fibre ceramice care are următoarele proprietăţi

fizice

bull densitate ρ=50 kgm3

bullconducivitate termică λ=(01+04∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=1300 oC

cu grosimea de g=6 cm

Rezistenţa termică a capacului

144191007174390)1200104010(

0603 =sdotsdotsdot+=sdot= minus

capaccapac S

g R λ

oCW

27

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Fluxul termic prin capac este date de

02438492414419100

40700=

minus=

ΘminusΘ=Φ

capac

ambiant golirecapac R

W

Pierderile prin capacul cuptorului

Φcapac= 492402438 W

Deci pierderile totale rezulta icircnsumacircnd aceste trei pierderi adică

capacerior lateral TOTAL Φ+Φ+Φ=Φ inf

Adică

2939041712202438492444032870829211327inf =++=Φ+Φ+Φ=Φ capacerior lateral TOTAL W

23351

3501000

=sdot

=sdotsdot

=sdot

=t

iV

t

im P u

ρ kW

81911217233

233=

+=

+=

t u

ut p P

P η

Puterea transformată icircn căldură icircn şarjă la randament 891=t η

26091051

35010002 =

sdotsdot

=sdotsdot

=t topiret

im P

η kW

28

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 18: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

icircnălţime de 13 14 din icircnălţimea creuzetului) icircntrucacirct aici corodarea cauzată de agitaţia

topiturii este maximă

Materiale refractare utilizate la confecţionarea creuzetului trebuie să suportetemperaturi pacircnă la 1650degC (topirea oţelului) să aibă coeficient de dilataţie cacirct mai mic (se

evită fisurarea creuzetului datorită variaţiilor de temperatură pe grosimea peretelui) şi să

reziste la acţiunea chimică a zgurei In general se utilizează amestecuri de materiale

refractare după reţete care au condus la durabilităţi ridicate ale creuzetului De menţionat ca

aceste reţete sunt dependente de metalul sau aliajul de topit

22

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL III

DIMENSIONAREA CUPTORULUI

1 DIMENSIONAREA CREUZETULUIDupă alegerea materialului refractar al creuzetului se stabilesc dimensiunile d2

(diametrul mediu) şi h2 (icircnălţimea maximă a icircncărcăturii ndash de siguranţă)

Materialul refractar Grafit

Volumul util 2

22

4

hd m

v sdotsdot

==π

ρ

unde ρrsquo este densitatea la temperatura mediului ambiant 200C

722 _ =topit met ρ kgdm3

Coeficientul de zvelteţe al băii

Acest coeficient ese impus pentru a obţine un randament electric şi termic cacirct mai mare şi se

alege din intervalul

==2

22 h

d c 05 1 =gt c2=06

Rezultă diametrul mediu al acestui cuptor cu creuzet este

23

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mdmmc

d 656056660828372

10006044333

2 ===sdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

=π ρ π

Diametrul mediu al cuptorului este

d 2= 0656 m

Cu ajutorul coeficientului de zvelteţe ales ( c=06 ) vom determina icircnălţimea creuzetului

mh

c

d h 11

60

65602

22 =rArr==

Icircnălţimea icircncărcăturii este

h2=11 m

Icircnălţimea creuzetului se adoptă cu circa 20 ndash 30 mai mare decacirct h2 pentru a ţine cont de

agitaţia băii şi de adăugarea bucăţilor solide de metal

Icircnălţimea creuzetului este21 251 hh sdot= deci

h1= 137m

Grosimea peretelui creuzetului este ac şi se adoptă pe baza relaţiei

020025012

==d ac

Vom adopta ac=013m deci

ac=013 m

Grosimea stratului izolator ndash diatomită ndash icircn general se ia valori de 1 ndash 10 cm

24

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Voi alege grosimea de 001 m deci

ai =001 m

2 RANDAMENTUL TERMIC AL CUPTORULUI

maad d ic 9260010130265602221 =+sdot+=sdot+sdot+=

- material refractar- diatomina

bull densitate ρ=700kgm3

bull conduciv termică λ=(016+031∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=900 oC

Pierderile laterale prin stratul de grafit şi diatomită

Pierderile laterale se calculează pentru primul strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

- pentru că se calculează aproximacircnd cuptorul cu un cilindru unde

l = h2 + ac2=1093+012=1143 m

W C

l

r

r

Ro

0002496070)1015010163(14312

2980

3980ln

2

ln

3

1

2

=sdotsdotminussdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

= minusπ λ π λ

25

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Deci rezistenţa termică a grafitului este

R λ =249607∙10-4 oCW

Pierderile laterale se calculează pentru al doilea strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

Temperatura la suprafaţa interioară a stratului termoizolant se consideră Θ=150 oC

W C

S

a R

oc 05271730

)15010310160(5934

0503

2

=sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

( ) 593441 222 =sdotsdotΘsdot= hS π m2

R λ =00527173 oCW

Rezistenţa totală este

052966900527173010496072 4

21 =+sdot=+= minusλ λ R R Rtot

oCW

Pierderile laterale

82921132705296690

150700 =minus=ΘminusΘ=Φtot

ambiant golirelateral R

W

Pierderile laterale

Φlaterale= 113278292 W

26

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Transferul de căldură prin porţiunea inferioară

W C S

a R o8386560)2010310160(7174390

10 3inf

inf =sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

71743904

9560

4

22

23 =

sdot=

Θsdot=

π π S m2

440328708386560

20700inf

inf =minus=ΘminusΘ=Φλ R

ambiant golire W

Pierderile prin partea inferioară a cuptorului

Φinf = 87044032W

Transferul de căldură prin capac

Vom considera capacul acestui cuptor din fibre ceramice care are următoarele proprietăţi

fizice

bull densitate ρ=50 kgm3

bullconducivitate termică λ=(01+04∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=1300 oC

cu grosimea de g=6 cm

Rezistenţa termică a capacului

144191007174390)1200104010(

0603 =sdotsdotsdot+=sdot= minus

capaccapac S

g R λ

oCW

27

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Fluxul termic prin capac este date de

02438492414419100

40700=

minus=

ΘminusΘ=Φ

capac

ambiant golirecapac R

W

Pierderile prin capacul cuptorului

Φcapac= 492402438 W

Deci pierderile totale rezulta icircnsumacircnd aceste trei pierderi adică

capacerior lateral TOTAL Φ+Φ+Φ=Φ inf

Adică

2939041712202438492444032870829211327inf =++=Φ+Φ+Φ=Φ capacerior lateral TOTAL W

23351

3501000

=sdot

=sdotsdot

=sdot

=t

iV

t

im P u

ρ kW

81911217233

233=

+=

+=

t u

ut p P

P η

Puterea transformată icircn căldură icircn şarjă la randament 891=t η

26091051

35010002 =

sdotsdot

=sdotsdot

=t topiret

im P

η kW

28

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 19: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 1972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL III

DIMENSIONAREA CUPTORULUI

1 DIMENSIONAREA CREUZETULUIDupă alegerea materialului refractar al creuzetului se stabilesc dimensiunile d2

(diametrul mediu) şi h2 (icircnălţimea maximă a icircncărcăturii ndash de siguranţă)

Materialul refractar Grafit

Volumul util 2

22

4

hd m

v sdotsdot

==π

ρ

unde ρrsquo este densitatea la temperatura mediului ambiant 200C

722 _ =topit met ρ kgdm3

Coeficientul de zvelteţe al băii

Acest coeficient ese impus pentru a obţine un randament electric şi termic cacirct mai mare şi se

alege din intervalul

==2

22 h

d c 05 1 =gt c2=06

Rezultă diametrul mediu al acestui cuptor cu creuzet este

23

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mdmmc

d 656056660828372

10006044333

2 ===sdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

=π ρ π

Diametrul mediu al cuptorului este

d 2= 0656 m

Cu ajutorul coeficientului de zvelteţe ales ( c=06 ) vom determina icircnălţimea creuzetului

mh

c

d h 11

60

65602

22 =rArr==

Icircnălţimea icircncărcăturii este

h2=11 m

Icircnălţimea creuzetului se adoptă cu circa 20 ndash 30 mai mare decacirct h2 pentru a ţine cont de

agitaţia băii şi de adăugarea bucăţilor solide de metal

Icircnălţimea creuzetului este21 251 hh sdot= deci

h1= 137m

Grosimea peretelui creuzetului este ac şi se adoptă pe baza relaţiei

020025012

==d ac

Vom adopta ac=013m deci

ac=013 m

Grosimea stratului izolator ndash diatomită ndash icircn general se ia valori de 1 ndash 10 cm

24

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Voi alege grosimea de 001 m deci

ai =001 m

2 RANDAMENTUL TERMIC AL CUPTORULUI

maad d ic 9260010130265602221 =+sdot+=sdot+sdot+=

- material refractar- diatomina

bull densitate ρ=700kgm3

bull conduciv termică λ=(016+031∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=900 oC

Pierderile laterale prin stratul de grafit şi diatomită

Pierderile laterale se calculează pentru primul strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

- pentru că se calculează aproximacircnd cuptorul cu un cilindru unde

l = h2 + ac2=1093+012=1143 m

W C

l

r

r

Ro

0002496070)1015010163(14312

2980

3980ln

2

ln

3

1

2

=sdotsdotminussdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

= minusπ λ π λ

25

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Deci rezistenţa termică a grafitului este

R λ =249607∙10-4 oCW

Pierderile laterale se calculează pentru al doilea strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

Temperatura la suprafaţa interioară a stratului termoizolant se consideră Θ=150 oC

W C

S

a R

oc 05271730

)15010310160(5934

0503

2

=sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

( ) 593441 222 =sdotsdotΘsdot= hS π m2

R λ =00527173 oCW

Rezistenţa totală este

052966900527173010496072 4

21 =+sdot=+= minusλ λ R R Rtot

oCW

Pierderile laterale

82921132705296690

150700 =minus=ΘminusΘ=Φtot

ambiant golirelateral R

W

Pierderile laterale

Φlaterale= 113278292 W

26

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Transferul de căldură prin porţiunea inferioară

W C S

a R o8386560)2010310160(7174390

10 3inf

inf =sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

71743904

9560

4

22

23 =

sdot=

Θsdot=

π π S m2

440328708386560

20700inf

inf =minus=ΘminusΘ=Φλ R

ambiant golire W

Pierderile prin partea inferioară a cuptorului

Φinf = 87044032W

Transferul de căldură prin capac

Vom considera capacul acestui cuptor din fibre ceramice care are următoarele proprietăţi

fizice

bull densitate ρ=50 kgm3

bullconducivitate termică λ=(01+04∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=1300 oC

cu grosimea de g=6 cm

Rezistenţa termică a capacului

144191007174390)1200104010(

0603 =sdotsdotsdot+=sdot= minus

capaccapac S

g R λ

oCW

27

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Fluxul termic prin capac este date de

02438492414419100

40700=

minus=

ΘminusΘ=Φ

capac

ambiant golirecapac R

W

Pierderile prin capacul cuptorului

Φcapac= 492402438 W

Deci pierderile totale rezulta icircnsumacircnd aceste trei pierderi adică

capacerior lateral TOTAL Φ+Φ+Φ=Φ inf

Adică

2939041712202438492444032870829211327inf =++=Φ+Φ+Φ=Φ capacerior lateral TOTAL W

23351

3501000

=sdot

=sdotsdot

=sdot

=t

iV

t

im P u

ρ kW

81911217233

233=

+=

+=

t u

ut p P

P η

Puterea transformată icircn căldură icircn şarjă la randament 891=t η

26091051

35010002 =

sdotsdot

=sdotsdot

=t topiret

im P

η kW

28

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 20: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

mdmmc

d 656056660828372

10006044333

2 ===sdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

=π ρ π

Diametrul mediu al cuptorului este

d 2= 0656 m

Cu ajutorul coeficientului de zvelteţe ales ( c=06 ) vom determina icircnălţimea creuzetului

mh

c

d h 11

60

65602

22 =rArr==

Icircnălţimea icircncărcăturii este

h2=11 m

Icircnălţimea creuzetului se adoptă cu circa 20 ndash 30 mai mare decacirct h2 pentru a ţine cont de

agitaţia băii şi de adăugarea bucăţilor solide de metal

Icircnălţimea creuzetului este21 251 hh sdot= deci

h1= 137m

Grosimea peretelui creuzetului este ac şi se adoptă pe baza relaţiei

020025012

==d ac

Vom adopta ac=013m deci

ac=013 m

Grosimea stratului izolator ndash diatomită ndash icircn general se ia valori de 1 ndash 10 cm

24

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Voi alege grosimea de 001 m deci

ai =001 m

2 RANDAMENTUL TERMIC AL CUPTORULUI

maad d ic 9260010130265602221 =+sdot+=sdot+sdot+=

- material refractar- diatomina

bull densitate ρ=700kgm3

bull conduciv termică λ=(016+031∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=900 oC

Pierderile laterale prin stratul de grafit şi diatomită

Pierderile laterale se calculează pentru primul strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

- pentru că se calculează aproximacircnd cuptorul cu un cilindru unde

l = h2 + ac2=1093+012=1143 m

W C

l

r

r

Ro

0002496070)1015010163(14312

2980

3980ln

2

ln

3

1

2

=sdotsdotminussdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

= minusπ λ π λ

25

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Deci rezistenţa termică a grafitului este

R λ =249607∙10-4 oCW

Pierderile laterale se calculează pentru al doilea strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

Temperatura la suprafaţa interioară a stratului termoizolant se consideră Θ=150 oC

W C

S

a R

oc 05271730

)15010310160(5934

0503

2

=sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

( ) 593441 222 =sdotsdotΘsdot= hS π m2

R λ =00527173 oCW

Rezistenţa totală este

052966900527173010496072 4

21 =+sdot=+= minusλ λ R R Rtot

oCW

Pierderile laterale

82921132705296690

150700 =minus=ΘminusΘ=Φtot

ambiant golirelateral R

W

Pierderile laterale

Φlaterale= 113278292 W

26

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Transferul de căldură prin porţiunea inferioară

W C S

a R o8386560)2010310160(7174390

10 3inf

inf =sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

71743904

9560

4

22

23 =

sdot=

Θsdot=

π π S m2

440328708386560

20700inf

inf =minus=ΘminusΘ=Φλ R

ambiant golire W

Pierderile prin partea inferioară a cuptorului

Φinf = 87044032W

Transferul de căldură prin capac

Vom considera capacul acestui cuptor din fibre ceramice care are următoarele proprietăţi

fizice

bull densitate ρ=50 kgm3

bullconducivitate termică λ=(01+04∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=1300 oC

cu grosimea de g=6 cm

Rezistenţa termică a capacului

144191007174390)1200104010(

0603 =sdotsdotsdot+=sdot= minus

capaccapac S

g R λ

oCW

27

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Fluxul termic prin capac este date de

02438492414419100

40700=

minus=

ΘminusΘ=Φ

capac

ambiant golirecapac R

W

Pierderile prin capacul cuptorului

Φcapac= 492402438 W

Deci pierderile totale rezulta icircnsumacircnd aceste trei pierderi adică

capacerior lateral TOTAL Φ+Φ+Φ=Φ inf

Adică

2939041712202438492444032870829211327inf =++=Φ+Φ+Φ=Φ capacerior lateral TOTAL W

23351

3501000

=sdot

=sdotsdot

=sdot

=t

iV

t

im P u

ρ kW

81911217233

233=

+=

+=

t u

ut p P

P η

Puterea transformată icircn căldură icircn şarjă la randament 891=t η

26091051

35010002 =

sdotsdot

=sdotsdot

=t topiret

im P

η kW

28

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 21: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Voi alege grosimea de 001 m deci

ai =001 m

2 RANDAMENTUL TERMIC AL CUPTORULUI

maad d ic 9260010130265602221 =+sdot+=sdot+sdot+=

- material refractar- diatomina

bull densitate ρ=700kgm3

bull conduciv termică λ=(016+031∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=900 oC

Pierderile laterale prin stratul de grafit şi diatomită

Pierderile laterale se calculează pentru primul strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

- pentru că se calculează aproximacircnd cuptorul cu un cilindru unde

l = h2 + ac2=1093+012=1143 m

W C

l

r

r

Ro

0002496070)1015010163(14312

2980

3980ln

2

ln

3

1

2

=sdotsdotminussdotsdotsdot

=sdotsdotsdot

= minusπ λ π λ

25

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Deci rezistenţa termică a grafitului este

R λ =249607∙10-4 oCW

Pierderile laterale se calculează pentru al doilea strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

Temperatura la suprafaţa interioară a stratului termoizolant se consideră Θ=150 oC

W C

S

a R

oc 05271730

)15010310160(5934

0503

2

=sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

( ) 593441 222 =sdotsdotΘsdot= hS π m2

R λ =00527173 oCW

Rezistenţa totală este

052966900527173010496072 4

21 =+sdot=+= minusλ λ R R Rtot

oCW

Pierderile laterale

82921132705296690

150700 =minus=ΘminusΘ=Φtot

ambiant golirelateral R

W

Pierderile laterale

Φlaterale= 113278292 W

26

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Transferul de căldură prin porţiunea inferioară

W C S

a R o8386560)2010310160(7174390

10 3inf

inf =sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

71743904

9560

4

22

23 =

sdot=

Θsdot=

π π S m2

440328708386560

20700inf

inf =minus=ΘminusΘ=Φλ R

ambiant golire W

Pierderile prin partea inferioară a cuptorului

Φinf = 87044032W

Transferul de căldură prin capac

Vom considera capacul acestui cuptor din fibre ceramice care are următoarele proprietăţi

fizice

bull densitate ρ=50 kgm3

bullconducivitate termică λ=(01+04∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=1300 oC

cu grosimea de g=6 cm

Rezistenţa termică a capacului

144191007174390)1200104010(

0603 =sdotsdotsdot+=sdot= minus

capaccapac S

g R λ

oCW

27

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Fluxul termic prin capac este date de

02438492414419100

40700=

minus=

ΘminusΘ=Φ

capac

ambiant golirecapac R

W

Pierderile prin capacul cuptorului

Φcapac= 492402438 W

Deci pierderile totale rezulta icircnsumacircnd aceste trei pierderi adică

capacerior lateral TOTAL Φ+Φ+Φ=Φ inf

Adică

2939041712202438492444032870829211327inf =++=Φ+Φ+Φ=Φ capacerior lateral TOTAL W

23351

3501000

=sdot

=sdotsdot

=sdot

=t

iV

t

im P u

ρ kW

81911217233

233=

+=

+=

t u

ut p P

P η

Puterea transformată icircn căldură icircn şarjă la randament 891=t η

26091051

35010002 =

sdotsdot

=sdotsdot

=t topiret

im P

η kW

28

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 22: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Deci rezistenţa termică a grafitului este

R λ =249607∙10-4 oCW

Pierderile laterale se calculează pentru al doilea strat

λ π λ sdotsdotsdot=

l

r

r

R2

ln1

2

Temperatura la suprafaţa interioară a stratului termoizolant se consideră Θ=150 oC

W C

S

a R

oc 05271730

)15010310160(5934

0503

2

=sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

( ) 593441 222 =sdotsdotΘsdot= hS π m2

R λ =00527173 oCW

Rezistenţa totală este

052966900527173010496072 4

21 =+sdot=+= minusλ λ R R Rtot

oCW

Pierderile laterale

82921132705296690

150700 =minus=ΘminusΘ=Φtot

ambiant golirelateral R

W

Pierderile laterale

Φlaterale= 113278292 W

26

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Transferul de căldură prin porţiunea inferioară

W C S

a R o8386560)2010310160(7174390

10 3inf

inf =sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

71743904

9560

4

22

23 =

sdot=

Θsdot=

π π S m2

440328708386560

20700inf

inf =minus=ΘminusΘ=Φλ R

ambiant golire W

Pierderile prin partea inferioară a cuptorului

Φinf = 87044032W

Transferul de căldură prin capac

Vom considera capacul acestui cuptor din fibre ceramice care are următoarele proprietăţi

fizice

bull densitate ρ=50 kgm3

bullconducivitate termică λ=(01+04∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=1300 oC

cu grosimea de g=6 cm

Rezistenţa termică a capacului

144191007174390)1200104010(

0603 =sdotsdotsdot+=sdot= minus

capaccapac S

g R λ

oCW

27

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Fluxul termic prin capac este date de

02438492414419100

40700=

minus=

ΘminusΘ=Φ

capac

ambiant golirecapac R

W

Pierderile prin capacul cuptorului

Φcapac= 492402438 W

Deci pierderile totale rezulta icircnsumacircnd aceste trei pierderi adică

capacerior lateral TOTAL Φ+Φ+Φ=Φ inf

Adică

2939041712202438492444032870829211327inf =++=Φ+Φ+Φ=Φ capacerior lateral TOTAL W

23351

3501000

=sdot

=sdotsdot

=sdot

=t

iV

t

im P u

ρ kW

81911217233

233=

+=

+=

t u

ut p P

P η

Puterea transformată icircn căldură icircn şarjă la randament 891=t η

26091051

35010002 =

sdotsdot

=sdotsdot

=t topiret

im P

η kW

28

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 23: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Transferul de căldură prin porţiunea inferioară

W C S

a R o8386560)2010310160(7174390

10 3inf

inf =sdotsdot+sdot

=sdot

= minusλ λ

71743904

9560

4

22

23 =

sdot=

Θsdot=

π π S m2

440328708386560

20700inf

inf =minus=ΘminusΘ=Φλ R

ambiant golire W

Pierderile prin partea inferioară a cuptorului

Φinf = 87044032W

Transferul de căldură prin capac

Vom considera capacul acestui cuptor din fibre ceramice care are următoarele proprietăţi

fizice

bull densitate ρ=50 kgm3

bullconducivitate termică λ=(01+04∙10-3∙Θ) Wm∙oC

bull temperatura maximă de utilizare Θmax=1300 oC

cu grosimea de g=6 cm

Rezistenţa termică a capacului

144191007174390)1200104010(

0603 =sdotsdotsdot+=sdot= minus

capaccapac S

g R λ

oCW

27

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Fluxul termic prin capac este date de

02438492414419100

40700=

minus=

ΘminusΘ=Φ

capac

ambiant golirecapac R

W

Pierderile prin capacul cuptorului

Φcapac= 492402438 W

Deci pierderile totale rezulta icircnsumacircnd aceste trei pierderi adică

capacerior lateral TOTAL Φ+Φ+Φ=Φ inf

Adică

2939041712202438492444032870829211327inf =++=Φ+Φ+Φ=Φ capacerior lateral TOTAL W

23351

3501000

=sdot

=sdotsdot

=sdot

=t

iV

t

im P u

ρ kW

81911217233

233=

+=

+=

t u

ut p P

P η

Puterea transformată icircn căldură icircn şarjă la randament 891=t η

26091051

35010002 =

sdotsdot

=sdotsdot

=t topiret

im P

η kW

28

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 24: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Fluxul termic prin capac este date de

02438492414419100

40700=

minus=

ΘminusΘ=Φ

capac

ambiant golirecapac R

W

Pierderile prin capacul cuptorului

Φcapac= 492402438 W

Deci pierderile totale rezulta icircnsumacircnd aceste trei pierderi adică

capacerior lateral TOTAL Φ+Φ+Φ=Φ inf

Adică

2939041712202438492444032870829211327inf =++=Φ+Φ+Φ=Φ capacerior lateral TOTAL W

23351

3501000

=sdot

=sdotsdot

=sdot

=t

iV

t

im P u

ρ kW

81911217233

233=

+=

+=

t u

ut p P

P η

Puterea transformată icircn căldură icircn şarjă la randament 891=t η

26091051

35010002 =

sdotsdot

=sdotsdot

=t topiret

im P

η kW

28

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 25: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

i = energia specifica a materialului

3 ALEGEREA FRECVENŢEI DE LUCRU

La a cuptoare icircn general este un moment de cheie alegerea frecvenţei de lucru alegerea se face

ţinacircnd cont simultan de

bull Randamentul electric al cuptoruluibull Agitaţia dorită a băii de metal topit

Din practică se alege o valoare a frecvenţei de lucru mai mare decacirct

2

2

26

2

1025

d f

r

sdotsdotsdot

ge micro

ρ [ Hz ]

unde

ρ2 ndash este rezistivitatea la 7000C ρ2=9 ∙10-8 Ω∙m

μr ndash permeabilitatea magnetică μr = 1 şi

d2 ndash diametrul creuzetului

Deci frecvenţa de lucru va fi

23565601

109102510252

86

22

26

2

=sdot

sdotsdotsdot=

sdotsdotsdot

geminus

d f

r micro

ρ Hz

29

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 26: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Dar trebuie să mergem cu frecvenţa industrială de f =50 Hz şi pentru această frecvenţă trebuie

să urmărim următoarele verificări

Verificarea 1 - referitor la timpul de topire

Dependenţa timpului minim de topire de frecvenţă pentru o ridicare admisibilă se poate citi pe

diagrama de mai jos şi este

tt= 150 m pentru f =50 Hz (aluminiu) ndash care verifică pentru că la noi timpul de topire este de

15 ore

Verificarea 2 - referitor la dimensiunile minime a bucăţilor solide de metal

30

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 27: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Din această nomogramă se vede clar că dimensiunile minime ale bucăţilor solide de metal icircn

funcţie de frecvenţa de lucru este de 200 mm ndash şi această condiţie este verificată

4 CALCULUL INDUCTORULUI ŞI AL SISTEMULUI INDUCTOR-ŞARJĂ

Dimensiunile inductorului sunt

d 1 = diametrul inductorului

h1 = inaltimea inductorului

d 1=0936 m si h1=1375 m

Adacircncimea de pătrundere

31

=sdot=rArrsdot==rArrsdot+sdot+=

rArr

sdot=sdot+sdot+=

mhhh

md d

hh

aad d ic

375111251251

9360010213026560

)3121(

22

121

11

21

21

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 28: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

micro σ ω

δ

sdotsdot

=2

unde

δ ndash adacircncimea de pătrundere

ωndashpulsaţiacurentului

1593145022 =sdotsdot=sdotsdot= π π ω f rads

σ ndash fiind conductivitatea electrică a metalului adică

88

1034401092

11sdot=

sdot==

minus ρ σ Sm

μ=μ0∙μr =4∙π∙10

-7

∙1=4∙π∙10

-7

V∙sA∙m ndash permeabilitatea magetică

Avacircnd icircn vedere cele scrise mai sus adicircncimea de pătrundere se poate scie sub forma prezentată

mai jos

f r sdotsdot=sdotsdot= micro

ρ

micro σ ω δ 5032

38

1 101112501

1092503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 20oC

32

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 29: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 2972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

38

2 101220501

108503 minus

minus

sdot=sdotsdot

sdot=δ m la 658oC

Grosimea peretelui spirei

a = (12 2)δ1 dar indicat 1571 δ gea

15111231571 1 =sdotrArrge δ a mm deci a=15 mm

Parametrii inductorului

Parametrii inductorului se pot determina icircnlocuind cele N spire ale inductorului

deocamdată necunoscute printr-o singură spiră ca şi cum spirele inductorului ar fi legate icircn

paralel icircn loc de serie

Rezistenţa şi reactanţa interioară a inductorului cu o singură spiră se calculează curelaţia de mai jos consideracircnd factorul de umplere g = 08

( ) ( ) g h

d X R

sdotsdotsdot

sdot==11

111111

δ

π ρ

Deci

( ) ( ) 53

8

11

111111 10630

801011123751

93601092 minus

minusminus sdot=

sdotsdotsdotsdot

sdotsdot=sdotsdot

sdotsdot==

π

δ

π ρ

g h

d X R Ω

Rezistenţa şi reactanţa şarjei - raportate - se poate calcula cu relaţiile de mai jos

2

22

22

22

22 r K h

d N R N R sdotsdot

sdotsdotsdot=sdot= δ

π ρ - este rezistenţa şarjei raportată la inductor

33

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 30: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

r

x

K

K R N X N X 2

22

22

2 sdotsdot=sdot= - este reactanţa interioară a şarjei raportată la inductor

Dar icircn acest caz avem K r2 = K x2 = 1 numărul de spire N = 1 deci avem

53

8

22

22

222 10721

10122011

656010921

2

minusminus

minus sdot=sdotsdotsdot

sdotsdotsdotsdot=sdot

sdotsdot

sdotsdot==π

δ

π ρ r K

h

d N X R Ω

Folosind factorii de corecţie din tabelul de mai jos

34

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 31: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

obţinem pentru raportul

M α = factor de corectie inductivitate mutuala

Reactanţa aerului se poate calcula cu relaţia de mai jos

35

670

7820596011

6560

788068003751

9360

1

1

2

1

2

2

22

1

1

11

=

=

=rArr===

=rArr===

h

d

h

h

h

d

h

d

M α

α α

α α

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 32: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

adică

( )

sdot

sdotsdot

sdotminussdotsdotsdot

sdotsdot=minus 22

22

11

21

02

11 44α

π ξ α

π micro ω

h

d

h

d X p X II

sdot

sdot

sdotsdotminussdot

sdot

sdotsdotsdotsdotsdotsdotsdot= minus 7820

114

656080407800

37514

9360104502

227 π π

π π

ζ=(1α

α M )2 = 0834 = p

deci ( X 1 )1 - p2 X II = 7887 10-6 Ω

Parametrii sistemului inductor

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) I I I

X X X X X

R R R

minussdot++=

sdot+=

21111

2111

ξ

ξ

( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) Ωsdot=minussdot++=

Ωsdot=sdotsdot+sdot=sdot+=minus

minusminusminus

5

21111

555

2111

10578

106210452804010630

II I X X X X X

R R R

ξ

ξ

Parametrii sistemului inductor

36

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 33: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

(R)1 =26∙10-5 Ω şi (X)1 = 857∙10-5 Ω

6 RANDAMENTUL ELECTRIC AL CUPTORULUI

Randamentul electric al cuptorului se poate calcula folosind parametrii inductorului

cu formula de mai jos

( )1

2

R Re sdot= ξ η

Icircnlocuind icircn relaţia de mai sus valorile parametrilor obţinem

( )79

1062

1045283405

5

1

2 =sdot

sdotsdot=

sdot=

minus

minus

R

Re

ξ η

Randamentul electric al cuptorului este

ηe=79

7 FACTORUL DE PUTERE AL CUPTORULUI

Ca la orice instalaţie electrică consumator este un parametru foarte important nu numai

din punctul de vedere al cheltuielilor de exploatere ci şi din punctul de vedere al calităţii

energiei electrice a pierderilor de tensiune şi de putere care apar la transportul energiei reactive

icircn reţea Factorul de putere trebuie corectat la o valoare neutră care este dat de normativele icircn

vigoare Compensarea sau mai precis corecţia acestui indicator la valoarea neutră se face cu

condensatoare electrice

37

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 34: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Mai icircntacirci trebuie să calculăm valoarea acestui factor care se poate determina cu ajutorul

formulei

( )30

1057862

1062cos

522

5

21

21

1 =sdot+

sdot=

+cong

minus

minus

X R

Factorul de putere al cuptorului este

cosφ =03

Se vede că factorul de putere naturală are valoare mică icircn practică se obţin valori din intervalul

(005 04)

8 PUTEREA ABSORBITĂ DE INDUCTORUL CUPTORULUI

Puterea activă absorbită de la reţea ndash fără compensare ndash obţinem din

55361790

2602 ===e

a

P P

η kW

Puterea activă absorbită de la reţea

P a = 36155 kW

9 PUTEREA APARENTĂ A CUPTORULUI

Se poate calcula cu ajutorul factorului de putere cum este prezentat mai jos

38

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 35: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

512083055361

cos===

ϕ P S kVA

Puterea aparentă a cuptorului

S = 12085 kVA

10 SOLENAŢIA INDUCTORULUI

Solenaţia necesară cuptorulu se poate determina cu formula

( ) 45

3

1

21 1009127901062

10260

)( sdot=sdotsdot sdot=sdot= minuse R

P NI η A∙spiră

Solenaţia

(NI 1 )=120900 Asp

11 NUMĂRUL DE SPIRE AL INDUCTORULUI

Numărul de spire necesare pentru a avea solenaţia dorită se calculează cu relaţia

( )37

1051268

3801209003

lim1 =sdotsdot

=sdot

=S

U NI N a spire

Numărul de spire necesare

39

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 36: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N = 37 spire

12 CURENTUL ABSORBIT DE CUPOR

Curentul absorbit de cuptor este

56326737

1209000)( 11 ===

N

NI I A

Curentul absorbit

I 1= 326756 A

213 DIMENSIUNEA AXIALĂ A SPIREI

Factorul de umplere cu care s-au efectuat calculele este g = 08 deci

03037

3751801

1

=sdot

=sdot

=rArrsdot

= N

h g b

h

N b g m

Dimensiunea axială a spirei este

b=3 cm

14 GROSIMEA IZOLAŢIEI DINTRE SPIRE

40

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 37: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Se poate calcula cu ajutorul

008003037

37511 =minus=minus=∆ b N

hm

Grosimea izolaţiei dintre spire este

Δ= 08 cm

15 DENSITATEA DE CURENT

Trebuie verificat inductorul şi icircn cazul răcirii cu apă trebuie să satisfacă următoarea condiţie

21

1

1 70 mm Ab

I

J lesdot= δ

Deci dacă calculăm densitatea de curent obţinem

22

1

11 709948

111230

563267mm

Amm

Ab

I J le=

sdot=

sdot=

δ - această condiţie este satisfăcută

16 INTENSITATEA CAcircMPULUI ELECTRIC DINTRE SPIRE

Verificarea intensităţii cacircmpului electric dintre spirele inductorului se poate calcula cu

formula

221

837

380=

sdot=

∆sdot=

N

U E Vmm

41

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 38: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

care este mai mic decacirct cel admisibil cum este prezentat mai jos

Eadm = 10 40 Vmm pentru aer

Eadm = 100 120 Vmm icircn cazul icircn care folosim izolaţie icircntre spire

17 FLUXUL MAGNETIC PRODUS DE INDUCTOR

Fluxul magnetic total produs de inductor este

267463750444

380

444=

sdotsdot=

sdotsdot=Φ

N f

U magnetic mWb

Fluxul magnetic total produs de inductor

Φmagnetic = 46267 mWb

18 ECRANUL FEROMAGNETIC

Numărul şi dimensiunile pachetelor de tole se determină pe baza relaţiei de mai jos Ca

valoare orientativă se recomandă un consum de 600 ndash 700 kg tablă silicioasă pentru fiecare tonă

de metal din capacitatea cuptorului

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole care formează ecranul feromagnetic este

( ) N B f

U Aecran sdotsdotsdot=

4449070

42

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 39: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 3972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

unde

U ndash tensiunea de alimentare (U = 380 V)

f ndash frecvenţa tensiunii de alimentare (f = 50 Hz)B ndash inducţia magnetică admisibilă a tolelor (06 09 T pentru 50 Hz)

N ndash numărul spirelor inductorului

Deci

( ) 0570378050444

38080

4449070 =

sdotsdotsdotsdot=

sdotsdotsdot=

N B f

U Aecran m2

Secţiunea necesară a tuturor coloanelor din tole

Aecran = 0570 m2

19 PARAMETRII SISTEMULUI INDUCTOR - ŞARJĂ

Parametrii sistemului inductor ndash şarjă se poate calcula cu relaţiile de mai jos

352

1

2 10535106237)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= R N R Ω

3521

2 10321171057837)( minusminus sdot=sdotsdot=sdot= X N X Ω

373605021032117

2

3

=sdotsdotsdot=

sdotsdot=

minus

π π f X L mH

Inductivitatea inductorului are valoarea de

L=037 mH

43

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 40: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

20 REŢEAUA SCURTĂ

Reţeaua scurtă realizează legătura icircntre sursa de alimentare şi cuptorul de inducţieConductoarele electrice se dimensionează astfel icircncacirct se satisfacă simultan următoarele condiţii

bull rezistenţă mecanică

bull stabilitate termică

bull pierdere de tensiune admisibilă

bull stabilitate termică şi dinamică la scurtcircuit

Conductoarele trebuie să aibă rezistenţă mecanică suficientă astfel icircncacirct să nu se

deteriorează din cauza eforturilor la care sunt supuse icircn timpul montării şi exploatăriiSecţiuniile minime necesare sunt date icircn normativul I7 icircn vigoare

Dimensionarea intalaţiilor electrice de joasă tensiune se face pe baza stabilităţii termice ndash a

icircncălzirii maxim admisibile produsă de trecerea curentului electric veriicacircndu-se apoi la

pierderea de tensiune icircn reţea şi stabilitatea termică şi dinamică la scurtcircuit

Secţiunea barei reţelei de alimentare

bull Secţiunea activă a barei este ( ) 1632100107231 =sdotsdot=sdot= b Aa δ mm2

bull Secţiunea totală a barei este ( ) 3000100103 =sdotsdot=sdot= ba A mm2

bull Bara cu care se face alimentarea are următoarii parametrii

arsquo= 10 mm brsquo= 100 mm Iadm_CC=8250 A

Verificarea la icircncălzire

Secţiunea este impusă de condiţia de a nu depăşii icircncălzirea icircn curent continuu

92037863000

16328250 ==le

A

A I I a

C A

326756 A lt 3786920 A ndash deci se verifică la icircncălzire

44

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 41: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

21 BATERIA DE CONDENSATOARE

Condensatoarele derivaţie au rolul de a compensa consumul de putere reactivă al cuptoarelor de

inducţie icircn general la cosφ = 1

Factorul de putere al istemului inductor ndash piesă

22cos

X R

R

Z

R

+

==ϕ

Pe diagrama fazorială a compensării cuptorului de inducţie

cu conden-satoare derivaţie se poate vedea

La rezonanţă (figura de mai sus) ϕ sin1 sdot= I I C adică

( ) ( ) 2222 L R L

L RU C U

sdot+sdotsdot

sdot+=sdotsdot

ω ω

ω ω de unde capacitatea

3422511610)10535(

10370

)( 223

3

22=

+sdotsdot

=sdot+

= minus

minus

L R

LC

ω mF

Puterea condensatoarelor este de

22 2 U C f U C Q sdotsdotsdotsdot=sdotsdot= π ω

deci

148138010342255022 232 =sdotsdotsdotsdotsdot=sdotsdotsdotsdot= minusπ π U C f Q MVAr

Puterea condensatoarelor este de

45

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 42: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Q=1148MVAr

Deci trebuie să folosim 48 bucăţi de condensatoare legate icircn paralel de tip CS ndash 038 ndash 20 ndash 3 pentru a compensa factorul de putere la cosφ = 1

22 RANDAMENTUL TOTAL

Unul dintre indicatorii energetici cei mai importanţi este randamentul total al instalaţiei

care este produsul randamentului termic şi electric icircn cazul de faţă

720790910 =sdot=sdot= et η η η

Randamentul total al cuptorului cu inducţie cu creuzet proiectat este de

η= 727

CAPITOLUL IV

RĂCIREA CUPTORULUI

1 CALCULUL PUTERII CEA CE TREBUIE EVACUATĂ DE APA DE

RĂCIRE

46

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 43: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Apa care circulă icircn inductor preia căldura dezvoltată icircn acesta şi căldura transmisă prin

peretele creuzetului Puterea Pe care trebuie evacuată de apa de răcire este

( ) ( ) 2449792301543611 +minussdot=+minussdot= lateral ee p P P η kW=12581 kW

Pierderile care trebuie evacuate de apa de răcire

Pe = 12581 kW

2 CALCULUL DEBITULUI NECESAR DE APĂ DE RĂCIRE

Debitul necesar de apă

e

eapa

P Q

γ ∆sdotsdot=

07021

min

l

unde Pe ndash se dă icircn kW

Δγ = γiesire ndash γintrare

ndash este diferenţa de temperatură a apei de răcire la ieşirea respectiv intrarea icircn sistemul de răcire

(inuctor)

Δγ = γiesire ndash γintrare=60 ndash 25 = 35

o

C

Deci

636135070

8112521

07021 =

sdotsdot=

∆sdotsdot=

e

eapa

P Q

γ

min

l

47

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 44: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Viteza de curgere a apei se poate determina cu ajutorul formulei de mai jos

6010 3minussdot=

AQv a

a

sm

unde A ndash suprafaţa secţiunii ţevii icircn m2 şi pe figura

explicativă de mai jos se poate calcula

41076502400240 minussdot=sdot= A m2

Deci

78160

10

10765

6361

60

10 3

4

3

=sdotsdot

=sdot=minus

minus

minus

A

Qv a

a

s

m

Puterea ce poate fi preluată prin convecţie de apa de răcire este dată de relaţia

( ) A P aiiaca sdotminussdot= γ γ α [kW]

unde

αia ndash este transmisivitatea icircntre inductor şi apă icircn kWm2K ndash care se poate citii pe diagrama de

mai jos

DIAGRAMA

VITEZA apei de racire 1 2 3 4 5 ms

Pentru diametrul de 5 mm 10 15 22 30 45

Pentru diametrul de 10 mm 7 13 18 22 30

Pentru diametrul de 20 mm 6 10 16 18 22

Valorile de mai sus sunt penru transmisivitatea intre inductor si apa date in kW(metru patratK)

48

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 45: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

γi ndash este temperatura admisibilă a inductorului

γa ndash este temperatura medie a apei de răcire

5422

2560=

+=iγ

oC

pe figura de mai sus se poate citii valoarea transmiivităţii pentru viteza de curgere a apei Vom

obţine valoarea de αia=10 kWm2K

A ndash este suprafaţa laterală a interioară a ţevii ndash cum se poate observa pe figura de mai jos -care

vine icircn contact cu materialul izolant Vom obţine valoarea de

( ) 3594040)0209260(3721 =sdotsdot+sdot=sdotsdotsdot+sdot= π π bad n A spire m2

Deci

( ) ( ) 257613545426010 =sdotminussdot=sdotminussdot= A P aiiaca γ γ α kW

Se poate vedea că Pca gtPe adică se poate prelua toată căldura prin convecţie ceea ce trebuie

evacuată

49

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 46: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL V

CONSUMUL SPECIFIC DE

ENERGIE ELECTRICA

50

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 47: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

51 CONSUMUL SPECIFIC DE ENERGIE ELECTRICĂ A

CUPTORULUI

Consumul specific de energie electrică Qs al instalaţiei reprezintă un indicator energetic

de a cărui valoare depinde economicitatea instalaţiei electrotermice Acest indicator este

expimat prin consumul total de energie electrică raportat la unitatea de măsură a producţiei

instalaţiei (bucăţi kilogram tone etc) conform relaţiei

t kWhi

m

t P QS 3443

790

350===

sdot=

η

Observaţie ndash Consumul specific de energie electrică este influenţat icircn mare măsură de

pierderile de căldură valori scăzute obţinacircndu-se prin realizarea unei izolaţii termic

corespunzătoare

CAPITOLUL VI

SIMETRIZAREA CUPTORULUI

1 MONTAJUL STEINMETZ PENTRU SIMETRIZARE

51

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 48: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Icircn figura de mai jos este dată schema de alimentare a unui cuptor cu creuzet frecvenţa

tensiunii de alimentare de 50 Hz Pentru a transfoma sarcina monofazată reprezentată de cuptor

icircn sarcină trifazată simetrică se utilizează o instalaţie de simetrizare compusă dintr-o bobină Ls

şi un condensator Cs ambele reglabile

Unde

C ndash baterie pentru compensarea puterii reactive

Cs ndash baterie pentru simetrizareLd ndash drossel ndash bobină cu miez feromagnetic

Tensiunea Ul = 380 V

Puterea P = 36155 W

Curentul I = 326756 A

Se poate desena diagrama fazorială

52

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 49: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 4972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

3

RC Ld Cs

I I I ==

2910563267380

1055361coscos

3

=sdot

sdot=

sdot=rArrsdotsdot=

I U

P I U P

l l ϕ ϕ

==

rArr=9210sin

2570cos325072

ϕ

ϕ ϕ o

De unde putem calcula curenţii

768392570563267cos =sdot=sdot= ϕ I I RC A

329049210563267sin =sdot=sdot= ϕ I I C A

Curentul nominal al unui condensator la tensiunea de 380 V(tensiunea de linie)

631552

380

2011 ===rArrsdot=

V

kVAr

U

Q I I U Q

N

NC N N N NC A

Impedanţa

631552111111

==rArrsdot=rArr== N C N

l N C

C

l

N

N C I I

U

U I I

I

U

I

U Z A

Determinarea numărului de condensatoar necesare

53

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 50: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

N1 - 55

631552

32904

1

1 ===C

C

I

I n buc de condensatoare

Curentul 414853

76839

31 === RC

C

I I A

Numărul de condensatoare icircntre fazele R şi S se poate determina folosiind relaţia

N2 - 9631552

41485

1

12 ===

C

C

I

I n condensatoare

Curentul drosselului la tensiunea de 380 V este

41485== CS Ld I I A

Curentul nominal al drosselului este de

41485380

38041485 =sdot=sdot=

l

N Ld NLd U

U I I A

Puterea nominală la 380 V a drosselului

4518441485380 =sdot=sdot= NLd N NLd I U Q kVAr

2 VERIFICAREA PUTERII CERUTE PE O FAZĂ

54

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 51: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Folosim o bobină de 139819 kVAr-i şi icircn acest fel vom avea puterea pe o fază

336106

3

76839

3

380

33CUPTOR RC l

faza faza faza

P I U I U P cong=sdot=sdot=sdot=

Dacă nu folosim montajul Steinmetz dintr-o sarcină monofazată conectată la un sistem

trifazat icircntre două faze această sarcină deformează puternic sistemul cu acest montaj sunt

absorbite puteri egale pe cele trei faze

CAPITOLUL VII

ANALIZA ECONOMICA AECHIPAMENTULUI PROIECTAT

1 Calcularea costului produsului finit

55

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 52: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Costul de producţie cunoaşte mai multe definiţii dar cea mai largă

utilizare a costului de producţie este expresia monetară a consumului de factori de producţie

pentru obţinerea unui bun sau serviciuIntre noţiunea de cost şi cea de cheltuieli există unele deosebiri deoarece

cheltuielile sunt elemente componente ale costului pe de o parte iar pe de altă parte

reprezintă costuri delimitate

Pentru obţinerea produsului finit se realizează mai multe categorii de cheltuieli

bull Cheltuieli materiale icircn categoria acestora sunt incluse următoarele cheltuieli

materii prime şi materiale ambalaje transportul mărfurilor combustibil energie reparaţii

lucrări si servicii executate de terti servicii executate de terţibull Cheltuieli cu munca vie dintre care

bull Salarii

bull contrubuţii pentru asigurări sociale (CAS)

bull Cheltuieli pe clădiri taxe şi alte cheltuieli din care

bull impozite taxe

bull dobacircnzi

bull indemnizaţii pentru deplasari si detasaribull prime de asigurare

bull expertize contabile

bull Cheltuieli negenerate de ciclul de producţie

bull cheltuieli pentru prevenirea calamitatilor naturale

bull pentru păstrarea echilibrului ecologic

In cadrul relaţiei cost si pret costul de producţie oglindeşte doar o parte a preţului de

vanzare Cheltuieli pentru realizarea unui produs se fac inca de la conceperea produsului la

compartimentul cercetare - dezvoltare icircn acestea fiind cuprinse următoarele

bull cheltuieli pentru proiectul de execuţie ce conţine ansamblul desenelor de

execuţie desenele subansamblelor şi reperelor componente

cheltuieli pentru proiectul tehnologic ce conţine fişa tehnologică lista SDV-

urilor listă manoperă listă materiale instrucţiuni tehnologice specifice

eventualelor cooperări

56

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 53: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Ştiindu-se faptul că raportul preţ - calitate este un indicator important

pentru consumatorii produsului realizat se urmăreşte obţinerea unui produs ieftin şi de

calitateAcestea se pot obţine printr-o bună gestionare a materialelor necesare fabricaţiei cacirct

şi prin implementarea de utilaje performante Prin aceste două acţiuni se pot obţine pierderi

mai mici de materiaie exprimate printr- un număr mic de rebuturi şi de micşorare a

consumurilor energetice icircn procesul de fabricaţie şi probe

Eficienţa fabricaţei este caracterizată de

bull -costuri reduse (materiale energie macircnă de lucru)

bull grad de tipizareAdaosul comercial constituie un element al preţului cu amănuntul care

are ca destinatie economică acoperirea cheltuielilor de circulaţie şi asigurarea unui profit

societăţilor de comerţ reprezentacircnd pnncipala sursa de venit pentru societăţile din sfera de

circulaţie a mărfurilor

Recuperarea investiţiilor făcute icircn clădiri echipamente utilaje elemente denumite

mijloace fixe se realizează prin amortizare

Aşadar amortizmentele apar cu o micşorare a valorii bunurilor destinate sădeservească activitatea icircntreprinderilor pe o perioadă mai mare de un an

care se consuma treptat

Agenţii economici din ţara noastră sunt obligaţi să amortizeze mijloacele

fixe potrivit prevederilor legale utilizacircnd unul din următoarele regimuri de

amortizare

bull amortizare liniară

bullamortizare degresivă

bull amortizare accelerată

Cel mai utilizat tip de amortizare ce se aplică cu preponderenţă icircn toate

ramurile economice este amortizarea liniară

Determinarea normei de amortizare liniară se face astfel

Na =1 Dbdquo 100

bull Na reprezintă norma de amortizare

bullDbdquo reprezintă durata de funcţionare

57

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 54: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

O parte din aceasta se regăseşte icircn costul de fabricaţie al fiecărui produs

realizat de icircntreprindere

După cum se observă icircn formarea preţurilor efectul de bază icircl constitue costurile de producţie la care se adaugă conform schemei celorlalte elemente ce concură la obţinerea

preţului cu amanuntul

Figura 71Modul de formare al preţului de vanzare

2 Estimarea preţului de livrare pentru elementele componentecuptorului de inducţie cu creuzet

Valoarea materialelor

In tabelul de mai jos este prezentat calculul preţului de cost al pieselor si

materialelor componente ale cuptorului

Pentru realizarea cuptorului s-au efectuat următoarele cheltuieli

58

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 55: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

a) Cheltuieli cu materialele şi piesele componente conform listei

Nr Denumire material sau piese Cantitate Preţ buc [buci Lei

1 Carcasă 12 Inductor 13 Creuzet 14 Mecanism de basculare 15 Ecran magnetic 16 Cabluri de alimentare7 Jgheab de golire 1

8 Lagare de basculare9 Conducte de alimentare

b) Materiale

Nr Denumire material sau piesa Pret [lei]

1 Beton refractar

2 Ciment refractar 3 Azbest

Valoarea manoperei

Costul manoperei include activitatea de cercetare şi proiectare a produsului

proiectarea tehnologică execuţia produsului şi icircncercările de tip şi lotSe estimează

că proiectul va permite execuţia fără modificări majore icircn documentaţie

Etapa de realizare Timp(h) Nr de buc produsCercetare aplicativă şi proiect de ezecuţie 500 100Proiectare tehnologică 100 100Execuţie produs 100 1

icircncercări de tip 40 100icircncercări de lot 8 1

Manopera exprima in unitati de timp (ore convenţionale) corespunzătoare unui

singur produs de

59

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 56: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

M=500100+100l00+100+40100+8=1144 ore

Pentru un salariu net de 500 Iei la ceea ce corespunde unui salariu brul de 675 lei

preţul orar al manoperei este SalBrutore pe lună = 675168 = 402 Ieih

- rezultă costul manoperei corespunzătoare unui singur produs este de

4021140 = 4596 lei Calculul preţului de producţie pentru un produs finit are icircn vedere

costul materiilor prime şi materialelor costul manoperei şi respectiv cheltuielile comune

ale secţiei după cum urmează

Nr Crt Articol de circulaţie Total (leibuc)

0 1 2Cheltuieli directe - total (11+2)Cheltuieli de personal din care11 Cheltuieli cu salariile12 Contribuţii din care (a + b + c + d)a CAS (22 din 11)

b CASS (7 din 11)

c Şomaj (3 din 11)d Fond asigurare accidente M)5 din 1 ICheltuieli materiale din care (a +b)a Materii prime

b materiale consumabile

Cheltuieli indirecte regie (20 din 11)Total tarif I + II 5758

Notă 0max- temperatura maximă de lucru

0m - temperatura medic aritmetică a materialului icircn regim staţionar

60

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 57: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

CAPITOLUL VIII

DETERMINAREA DISTRIBUIEIDENSITATII DE CURENT IN SISTEM

1 Metoda elementelor finite pentru determinarea distribuiei densitatii de

curent in sistemul inductor-sarja

61

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 58: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Procesarea datelor problemei

Formularea problemei Se considera un cuptor de inducţie cu creuzet pentru topireaCuprului cu datele nominale de funcţionare 1=22921 A f=50 Hz avand 204 spireSe

determina distributia de curent in bobinele inductorului si in baia de cupru

Problema este de camp electromagnetic sinusoidal si se alege tipul axisimetric (cu

simetrie cilindrica) sau de tip planar (cu simetrie plan paralela)

Din motive de simetrie geometrica se analizeaza jumatate din domeniul real

bidimensional al cacircmpului electromagnetic armonic Dimensiunile gemetrice sunt precizate

in Fig 81Constantele de material sunt

bull Cupru p = 167810-8

bull Izolaţie micro = 1

bull Baie cupru micro = 1

bull Apa micro = l

bull Aer micro = 1

Peste tot seadopta condiţia Dirichlet omogena pentru potentialul magnetic vector (A=0)

2 Rezolvarea problemei si procesarea soluţiei numerice

Programul de calcul Q-Field discretizeaza domeniul de camp in elemente finite

triunghiulare de ordinul intai si asociaza fiecărui nod al reţelei un potential magnetic

Printr-o tehnica de calcul variational programul stabileste un sistem de ecuaţii

algebrice verificate de potenţialele nodurilor reţelei din care se scad potenţialele cunoscutede valori in nodurile reţelei

Procesarea soluţiei numerice se realizeaza in diferite moduri alese de operator si

implimentate in programul de calcul

In lucrarea de licenţa am optat pentru urmatoarele modalitati de procesare

prezentate mai jos

62

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 59: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 5972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

63

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 60: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Reţeaua de discretizare cu elemente finite cu număr de noduri N= 34960

64

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 61: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

65

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 62: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

66

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 63: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6372

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

67

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 64: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6472

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

68

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 65: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6572

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

69

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 66: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6672

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

70

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 67: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6772

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

71

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 68: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6872

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

72

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 69: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 6972

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

73

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 70: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7072

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

BIBLIOGRAFIE

N Golovanov I Şora şa Electrotermie şi electrotehnologii vol I Editura Tehnică

Bucureşti 1997

A Saimac şa Utilizarea energiei electrice icircn metalurgie EDP Bucureşti 1980

Marilena Ungureanu şa Utilizări ale energiei electrice EDP RA Bcureşti 1999

University of Oxford Department of Engineering Science

(httpwwwengoxacukWorldAcademicAdmissionsUgraduateeshtml)

University of Cambridge Department of Engineering

(httpwwwengcamacukteachingcoursesy1P3-EMhtml)

Idaho State University College of Engineering Electrical Engineering

(httpwwwisueduacademic-infocurrentengineerhtml)

httpwwwe-scoalaroreferatefizica_cuptor_creuzethtml

HUTTE Manualul inginerului 2000

1 COMŞA DAN Instalaţii electrotehnice industriale voi 1+2 Editura Tehnică Bucureşti1986

Dan Comşa Lucia Pantelimon ELECTROTERMIE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

Dan Comsa UTILIZĂRI ALE ENERGIEI ELECTRICE Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1973

Dan Comşa şa PROIECTAREA INSTALAŢIILOR ELECTRICE INDUSTRIALE Editura

Didactică şi Pedagogică Bucureşti 1979

74

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 71: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7172

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

COMŞA DAN PANTELIMON L Electrotermic Editura Didactică şi Pedagogică

Bucureşti 1979

2 FLUERAŞU CORINA FLUERAŞU CEZAR Electrotermic voi 1+2 Editura UPBBucureşti 1996

3 GOLOVANOV N şi colectiv Electroţetmie şi Electrotehnologii

Editura Tehnică Bucureşti 1997

5 Note de curs electrotermic prof dr ing CORINA FLUERAŞU 2002

6 FIREŢEANU V Procesarea electromagnetică a materialelor

Editura Politehnica Bucureşti 1994

7 SLUHOŢKII A RAcircSKIN SE Inductoare pentru icircncălzirea

electrică Editura Tehnică Bucureşti 1982

8 Contract de cercetare ştiinţifică UPB- SILCOTUB Zalău 1999

9 ALEXANDRU F MĂGUREANU R Maşini şi acţionări electrice

Editura tehnică 1986

10ARPAD KELEMEN MARJA IMECS Electronica de putere Editura Didactică şiPedagogică Bucureşti 1983

11 Documentaţia de execuţie a produsului GSMF 175L 25-1lS

ELECTROTEHNICA

12IPRS BĂNEASA Catalog de tiristoare Editura Tehnică 1987

75

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________

Page 72: Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

7312019 Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru

httpslidepdfcomreaderfulllucrare-licenta-cuptorul-de-inductie-cu-creuzet-pentru-cupru 7272

OPREA Răzvan ndash Mihai Cuptorul de Inducţie cu Creuzet pentru Topirea Cuprului ___________________________________________________________________________