Abschätzung der erforderlichen Wärmeleistung
Für alle induktiven Erwärmungsverfahren gilt als Grundbedingung, dass ein metallisches Werkstück mit bestimmter Masse m in einer geforderten Zeit t auf eine vorgegebene Temperatur T erhitzt werden soll.
Die für die Erwärmung eines Gegenstands notwendige Wärmemenge Q errechnet sich zu
Q = m x c x (T2 - T1)
Q Wärmemenge in kcal
m Gewicht des Werkstückes in kg
c spezifische Wärmemenge in kcal/kg Grad
T1 Anfangstemperatur °C
T2 Endtemperatur °C
Als Einheit für die Wärmemenge wird die technische Wärmeeinheit definiert, als jene Wärmemenge, die notwendig ist, um 1 Liter Wasser von 14.5 °C auf 15.5°C zu erwärmen. Diese kcal ist identisch mit 1/860 einer kWh.
Hier einige Umrechnunsfaktoren für verschiedene Einheiten:
Q x 4.18 [kWs]
Q x 0.07 [kWmin]
Q x 1.16x10-3 [kWh]
Die spezifische Wärme c ist eine Materialkonstante, ihr Wert ist für eine Reihe von Werkstoffen beigefügt.
Bestimmt man die zuzuführende Wärmemenge mittels obiger Gleichung, so ist zu beachten, das die spezifische Wärme c bei grossen Temperaturdifferenzen nicht als Konstante eingesetzt werden darf, ausserdem sind fallweise die Umwandlungswärmen, die aufzubringen sind, zu berücksichtigen. Leistungsverluste durch Wärmestrahlung und -leitung sind ebenfalls nicht berücksichtigt.
Wird die Heizzeit mit berücksichtigt, dann beträgt die Leistung im Werkstück
Pw=Q/t
Der Induktorwirkungsgrad hat einen sehr grossen Einfluss auf die benötigte Generatorleistung. Sie kann deutlich höher liegen, als die benötigte Leistung im Werkstück. Aus der unten dargestellten Tabelle kann er ungefähr bestimmt werden.
Die für die Erwärmung eines Gegenstands notwendige Wärmemenge Q errechnet sich zu
Q = m x c x (T2 - T1)
Q Wärmemenge in kcal
m Gewicht des Werkstückes in kg
c spezifische Wärmemenge in kcal/kg Grad
T1 Anfangstemperatur °C
T2 Endtemperatur °C
Als Einheit für die Wärmemenge wird die technische Wärmeeinheit definiert, als jene Wärmemenge, die notwendig ist, um 1 Liter Wasser von 14.5 °C auf 15.5°C zu erwärmen. Diese kcal ist identisch mit 1/860 einer kWh.
Hier einige Umrechnunsfaktoren für verschiedene Einheiten:
Q x 4.18 [kWs]
Q x 0.07 [kWmin]
Q x 1.16x10-3 [kWh]
Die spezifische Wärme c ist eine Materialkonstante, ihr Wert ist für eine Reihe von Werkstoffen beigefügt.
Bestimmt man die zuzuführende Wärmemenge mittels obiger Gleichung, so ist zu beachten, das die spezifische Wärme c bei grossen Temperaturdifferenzen nicht als Konstante eingesetzt werden darf, ausserdem sind fallweise die Umwandlungswärmen, die aufzubringen sind, zu berücksichtigen. Leistungsverluste durch Wärmestrahlung und -leitung sind ebenfalls nicht berücksichtigt.
Wird die Heizzeit mit berücksichtigt, dann beträgt die Leistung im Werkstück
Pw=Q/t
Der Induktorwirkungsgrad hat einen sehr grossen Einfluss auf die benötigte Generatorleistung. Sie kann deutlich höher liegen, als die benötigte Leistung im Werkstück. Aus der unten dargestellten Tabelle kann er ungefähr bestimmt werden.
Wichtig ist auch die benötigte minimale Arbeitsfrequenz. Sie ist abhängig von der Stromeindringtiefe und dem verwendeten Material.
Sie wird unten ebenfalls berechnet.
Hinweis für Berechnungen im Durchlaufverfahren
Wollen Sie ein Werkstück im Durchlaufverfahren erwärmen, wie z.Bsp. ein Kabel, so muss dessen Vorschubgeschwindigkeit bekannt sein.
Beispiel:
Kabelgeschwindigkeit: 15 m / min
Setzen Sie folgende Werte in der Berechnung ein:
Länge = 15 m
Erwärmungszeit = 1 min
Sie wird unten ebenfalls berechnet.
Hinweis für Berechnungen im Durchlaufverfahren
Wollen Sie ein Werkstück im Durchlaufverfahren erwärmen, wie z.Bsp. ein Kabel, so muss dessen Vorschubgeschwindigkeit bekannt sein.
Beispiel:
Kabelgeschwindigkeit: 15 m / min
Setzen Sie folgende Werte in der Berechnung ein:
Länge = 15 m
Erwärmungszeit = 1 min