Главная > Можно ли при остеохондрозе разогревающие мази > Расчёт площади сечения стержневого сердечника

Расчёт площади сечения стержневого сердечника


Расчёт ультразвукового преобразователя

Исходными данными для расчета ультразвукового преобразователя являются следующие величины и зависимости: частота f = 20 кГц.; электрическая мощность Pэ = 1,5 кВт., подводимая к преобразователю; удельная электрическая мощность P' = 100 кВт/см.²; индукция в материале B = 2,4 Тл. ; удельные электрические потери P'эп = 0,8 кВт/кг.

В качестве материала сердечника выбираем пермендюр К49Ф2. Толщина пластин 0,1 мм. Массу примем 1 кг.

В результате расчета необходимо найти геометрические размеры пакета преобразователя, произвести электрический расчет с определением числа витков и режима возбуждения преобразователя, определить КПД.

Расчёт.

Определение излучающей площади торца преобразователя:

Sи = Pэ/P' = 1500/100 = 15 см.² т. к. сечение квадратное то:

B = q = √S = 3,87 см.

2.Определение резонансной частоты:

fо = ω/2π = 1/√(k•M);

k = E•Sо – жесткость системы;

E = 2,18•10⁶ кг/м² - модуль упругости;

Sо = 2 a•q – площадь сечения стержней;

a = 12,5 мм. – ширина стержня;

Sо = 9,67•10־³м.²;

k = 21091,5;

fо = 23,1 кГц.;

3.Расчёт геометрических размеров;

Sи = 15 см.²;

Sо = 9,67·10²см.;

q = b = 3,87 см.;

a = 1,25 см.;

d = 1.3 см.;

l₁= 1,3 см.;

l = λ/2 = c/2 fо;

λ – длина волны;

c = 5200 м/с. – скорость звука в материале;

l = 11,2 см.;

λ = 22,4 см.;

h = l - 2 l₁ = 8,6 см. - высота окна;

Определение амплитуды и амплитуды колебательной скорости на торце преобразователя:

ξm = λ/2π •δm = lδm/π – амплитуда колебаний;

δm = δ/2 – максимальное относительное удлинение двух – стержневого преобразователя;

δ = 70·10⁻⁶;

δm = 35•10⁻⁶;

ξm = 1,24•10⁻⁴см.;

υm = 2π•fо•ξm – амплитуда колебательной скорости;

υm = 179,8 мм./с.;

Pm =ρ•c•ω•ξm = 2π•ρ•c•fо•ξm – максимальное звуковое давление;

ρ = 8,1•10³ - плотность материала;

Pm = 7,5·10⁶ Па.;

КПД и мощность в акустической нагрузке:

ηэа = Pа/Pэ – общий электроакустический КПД нагруженного преобразователя;

Pа = P'а •А₁•А₂ - мощность в акустической нагрузке;

А₁ = qm·Sо = q²m·Sи и

А₂ = 4 (f²·h²/c²)·cos²(2π·l₁/λ) – конструктивные постоянные преобразователя;

qm = Sо/Sи – отношение площади сечения стержней к площади излучающей поверхности;

qm = 0,645;

А₁ = 624,03 мм.²;

А₂ = 0,437 ;

P'а = 0,063·c²·W'· δ²m ·Qn·10⁻⁷ - удельная мощность в акустической нагрузке;

W' = ρ•c = 4,21•10⁷кг/с·м². – удельное волновое сопротивление;

Qn = Q/K – добротность многостержневого преобразователя;

Q = 140 (табл.);

Qn = 113,8;

K = 1+( l₁/ qm·h) = 1,23;

P'а = 0,81 Вт;

Pа = 220,88 Вт·см.²;

ηэа = 14,7%;

Вычисление максимальной отдаваемой в нагрузку мощности на резонансной частоте:

Pам = π (λs/2)·Qm·fо·Sи·l;

λs = 70·10⁻⁶ - магнитострикция насыщения

Qm = 75•10⁵ Н/м² - максимальное напряжение, соответствующее пределу усталости магнитострикционного материала;

Pам = 3,198 кВт.;

Выбор режима работы преобразователя:

По графику зависимости В от Н для пермендюра К49Ф2, по заданной индукции насыщения Вs определяем напряженность поля в рабочей точке Но:

Вs = 2,4 Тл.;

Но = 1,6·10³ А/м.;

По характеристикам δ = f(Н) находим коэффициент магнитострикции δ соответствующий Но:

δm =( δmax – δmin)/2 = 35·10⁶;

Bm = (Bmax – Bmin)/2 = 1 Тл.;

Нm = (Нmax – Нmin)/2 = 7,5·10³ А/м.;

По кривым удельных электрических потерь определяем удельную мощность электрических потерь на гистерезис и вихревые токи:

P'э.п. = 0,8 кВт/кг.;

Тогда мощность электрических потерь определится выражением:

Pэ.п. = P'э.п. ·M = 0,8 кВт/кг.;

Электрический расчёт преобразователя:

anm = Hm·Lср. – МДС возбуждения;

Lср. = (l – l₁)+(b-a) – средняя длина пути магнитного потока;

Lср. = 0, 1252 м.;

anm = 939 А;

anо = Но· Lср.и – МДС подмагничивания;

anо = 2·10³ А.;

электрическая мощность подводимая к преобразователю определяется по формуле:

Pэ. = Pа/ηма + Pэ.п. = 1,115 кВт.;

ηма = 0,7;

Выбираем номинальное напряжение в зависимости от мощности:

Для преобразователей мощностью Pэ = 1-1,6 кВт. Соответствует номинальное напряжение U = 220 В.;

n' = U·10⁴/4,44·Вm·S'·fо – число витков которое нужно намотать на каждый стержень;

S' = a·q = 4,83 см.² - площадь поперечного сечения одного стержня в см.²;

n' = 44;

Rэ = U²/Pэ – активное сопротивление, эквивалентное электрическим потерям;

Rэ = 43,4 Ом.;

I = anm/n'k – переменная составляющая тока;

K = 2 – число стержней;

I = 10,6 А.;

Iо = anо/2n' = 22,7 А. - ток подмагничивания;

I = √( Iо²+ I²) = 25 А. – действующий ток;

N' = h/d'·ky – число витков которое можно разместить на одном стержне;

d' =2 мм. – диаметр провода с изоляцией4

ky = 1 – коэффициент укладки;

N' = 43 ;

cos ϕ = Pэ/U·I = 0,2 – активная мощность подводимая к преобразователю.

Конструкция и технология изготовления преобразователя

Пакет магнитострикционного преобразователя набирается из о - образных пластин, электрически изолированных друг от друга. В собранном виде он представляет собой пакет прямоугольного сечения с центральным окном.

Пластины изготовляются из сплава пермендюр 49КФ2, состоящего из 49% кобальта, 49% железа и 2% ванадия. Этот сплав обладает большим магнитострикционным эффектом, а также более высокой точкой Кюри (980° С).

Пластины преобразователя штампуют из стандартной ленты толщиной 0,1 мм., в направлении вдоль проката. После штамповки снимаются заусенцы, для этого пластины прокатывают между валками.

Перед отжигом поверхность пластин тщательно обезжиривают. Затем просушивают и пересыпают сухим тальком, стягивают стальными пластинами. В таком виде пакет подготовлен к отжигу.

Пакеты загружают в контейнер, плотно закрывают крышкой и продувают водородом. Когда в контейнере устанавливается температура 60-70°С, его загружают в печь, предварительно разогретую до 300° С. Затем температуру в печи поднимают до 860° С и держат на этом уровне в течении 3 часов. После этого пакеты охлаждают в контейнерах до 300° С со скоростью 50° С/час. Охлаждение с большой скоростью ухудшает магнитострикционные свойства пермендюра.

После отжига подвергать пластины деформации воспрещается. Пайка магнитострикционных пакетов к излучающей пластине производится припоем ПСР - 40 в виде ленты толщиной 0,3 мм. с флюсом 209 в камерных печах. Пайку производят в следующей последовательности: торцы пакетов шлифуют (направление шлифовки – вдоль пластин), зачищают и обезжиривают. На место пайки наносят тонкий слой флюса 209, затем устанавливают пластину серебряного припоя ПСР – 40, площадь которой равна площади сечения пакета. Пакет с припаиваемым объектом загружают в печь, предварительно разогретую до 300° С. пайку производят при температуре 680-720° С в течении получаса. Далее происходит медленное охлаждение до температуры 300° С со скоростью 50° С/час. Заключительной операцией является рихтовка, шлифовка и голировка излучающих пластин.

Магнитострикционный преобразователь после операции пайки подвергается пропитке эпоксидной смолой. Это повышает коррозийную стойкость, его продольную устойчивость , а также создаёт изоляцию между пластинами.

Для создания одностороннего излучения к обратному торцу излучателя прикрепляется экран из специальной, пористой акустической резины толщиной 10 мм.

На стержнях магнитострикционного пакета размещаются обмотки . Обмотку накладывают таким образом, чтобы в соседних стержнях поле было направлено в разные стороны. Для этого намотку производят в одном направлении. Что бы не было механического глушения колебаний, витки обмотки не должны непосредственно касаться пакета, для этого на магнитопровод накладывают бандаж и прокладки, заменяющие каркас. В качестве обмоточных проводов используется ОРП.

Краткое содержание дипломного проекта

Введение

1. Анализ патентных источников по типам и видам стиральных машин


  • Основные сведения о стиральных машинах СМА

  • Используемые схемы и основные недостатки существующих СМА

  • Анализ существующих конструкций и способов стирки

  • Выводы, цели и задачи дипломного проекта

2. Разработка конструкции СМА

  • Выбор и обоснование базовой схемы и конструкции СМА

  • Разработка конструкции СМА

  • Расчет основных элементов и узлов разрабатываемой СМА

  • Разработка устройства для улютразвуковой стирки белья при замачивании

  • Описание процесса работы СМА с установленным приспособлением для ультразвуковой стирки белья при замачивании в СМА

3.Технологическая часть

  • Разработка технологии изготовления приспособления для ультразвуковой стирки белья при замачивании в СМА

4.Безопасность жизнедеятельности и охрана труда

  • Охрана труда на предприятии

  • Безопасность рабочего при изготовлении приспособления

5.Экономическая часть

  • Расчёт себестоимости приспособления.

6. Охрана окружающей среды

  • Безопасность для окружающей среды при изготовлении устройства

7.Графическая часть

  • схема СМА

  • сборочный чертеж

  • спецификация

  • чертёж предлагаемого ультразвукового устройства

  • чертёж печатной платы с электрическими элементами ультразвукового устройства

  • деталировка элементов СМА

  • плакат (схемные решения СМА)

Список использованной литературы:

1.Бондарь, Кравцевич.

Современные бытовые электроприборы и машины. - М: Машиностроение, 1987г.

2.Лебедев В.С.

Основные процессы, машины и аппараты предприятий бытового обслуживания. - М: Легпромбытиздат., 1991.- 486с.

3.Верников Я.Н.

Обработка текстильных изделий в водных растворах СМС. - М.: Легпромбытиздат, 1986.

4.Лебедев В.С.

Технологические процессы машин и аппаратов в производстве бытового обслуживания: Учеб для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Легпромбытиздат,

1991.- 336с.

5.Лебедев В.С.

Расчет и конструирование типовых машин и аппаратов бытового назначения. Учебник для вузов. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982.-382с.

6.Федорова А.Ф.

Технология химической чистки и крашения: Учеб. для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Легпромбытиздат, 1990.-336с.

7.Агрант Б.А. и др. «Основы физики и техники ультразвука».- М.: Высшая школа, 1987.-351с.

8.Артамонов Б.А., Волков Ю.С., Дрожалова В.И. «Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов».- М.: Высшая школа, 1983.-247с.

9.Донской А.В., Келлер О.К. «Ультразвуковые электротехнологические установки».- Л.: Энергоиздат, 1982.-208с.

10.Голямина И.П. «Ультразвуковые преобразователи».- М.: 1972.-200с.

Источник: http://lib2.znate.ru/docs/index-313264.html?page=3


Версия для печати Обсуждение Расчёт площади сечения стержневого сердечника(24)
Эффективность: 362 / 65


Новые записи:

Имя:
Пароль:
Забыли пароль? Регистрация
Всего на сайте: