Kierunek: METALURGIA II	Nazwisko i imię: Kamil Tomasiewicz Krystian Zyguła	Data zajęć: 04.04.2013
Nr grupy: III	Temat ćwiczenia: Określenie sprawności cieplnej pieca indukcyjnego.	Ocena:
Prowadzący: Dr inż. Piotr Migas

1. Cel ćwiczenia.

Celem naszego ćwiczenia było zapoznanie się z budową pieca indukcyjnego, następnie przetop złomu o podanym wcześniej składzie chemicznym oraz obliczenie sprawności cieplnej naszego pieca.

1. Przebieg ćwiczenia.

Na początku zajęć podczas wstępu teoretycznego zapoznaliśmy się ze składem chemicznym przetapianej próbki oraz jej masą. Po zapoznaniu się z podstawowymi zasadami bezpieczeństwa, przeszliśmy do wytopu złomu w piecu indukcyjnym. Co minutę odczytywaliśmy wskazanie watomierza, dzięki czemu możemy obliczyć sprawność cieplną tego pieca.

1. Wyniki pomiarów.

Numer pomiaru	Czas	Moc pieca [kW]	Ciepło zużyte [kWh]
1	60	9,89	0,165
2	60	11,1	0,185
3	60	8,3	0,138
4	60	11,7	0,195
5	60	11,3	0,188
6	60	13,5	0,225
7	60	13,6	0,226
8	60	13,8	0,23
9	60	15,2	0,254
10	60	15,5	0,258
11	60	15,4	0,256
12	60	15,7	0,262
13	60	15,6	0,26
14	60	16,5	0,275
15	60	15,8	0,263
16	60	16,6	0,276
17	60	16,6	0,276
18	60	16,7	0,278
19	60	16,4	0,273
20	60	16,8	0,28
21	60	16,6	0,276
22	60	18,1	0,302
23	60	17,9	0,298

1. Obliczenia

Ciepło zużyte Q_i obliczamy ze wzoru:

$$Q_{i} = \ \frac{P*t}{60}*\ \frac{1}{60}\ \lbrack kWh\rbrack$$

Gdzie P to moc czynna w poszczególnych krokach czasowych, a t to czas kroku w [s].

Dzięki zastosowanemu przekształceniu uzyskujemy wynik w kilowatogodzinach.

Dla pomiaru pierwszego:

$$Q_{i} = \ \frac{9,89*60}{60}*\ \frac{1}{60} = 0,165\ \lbrack kWh\rbrack$$

Dla reszty pomiarów wyniki zostały zamieszczone w tabeli.

Ciepło roztopienia próbki złomu wyrażamy wzorem:

Q_R  =  SH Q_i * 3600 [kJ]

Q_R  =  5, 639  * 3600 [kJ]

Q_R  =  20300, 4 [kJ]

Teoretyczną ilość ciepła obliczamy ze wzoru:

Q_t = M[C_α * (T_Feβ – T_p) + C_β * (T_Feβ * T_Feα) + C_δ * (T_Feδ - T_Feγ) * C_C * (T_K – T_Feδ) +q]

Gdzie : M – masa złomu = 1,844 [kg]

C_α – 0,1080 kcal/Kg*C, średnie ciepło właściwe Fe_α

C_β – 0,1722 kcal/kg*C, średnie ciepło właściwe Fe_β

C_γ – 0,1504 kcal/Kg*C, średnie ciepło właściwe Fe_γ

C_δ – 0,1790 kcal/Kg*C, średnie ciepło właściwe Feδ

C_C – 0,1459 kcal/Kg*C, stan ciekły Fe

q – 70 kcal/Kg, ciepło topnienia Fe

T_p – 283K

T_Feα – 1041K

T_Feβ – 1183K

T_Feγ – 1663K

T_Feδ – 1803K

T_L – 1823K

Q_t = 1666,007 [kJ]

Sprawność cieplną przetopu liczmy ze wzoru:

$$n = \ \frac{Q_{t}}{Q_{R}}*100\%$$

$$n = \ \frac{1666,007}{20300,4}*100\%$$

n =  8, 21%

1. Wnioski

Z przeprowadzonych obliczeń wynika, ze sprawność pieca indukcyjnego jest stosunkowo niska. Wynikać to może z tego że piec przed przystąpieniem do przetopu nie był nagrzany, a czas nagrzewania jest dość długi. Pod uwagę trzeba też wziąć działanie atmosfery, próbka złomu była „odkryta” przez cały czas przetopu.