Lucrare Licenta Cuptorul de Inductie Cu Creuzet Pentru Cupru
-
Upload
marius-iulian-tufagiu -
Category
Documents
-
view
472 -
download
18
Transcript of 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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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
Rϕ
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________
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 ___________________________________________________________________________