Experimentální zařízení pro tavení nízkoteplotních kovů

Bc. Kateřina MIZEROVÁ

Diplomová práce

Experimental Device for Melting of Low-temperature Metals

Anotace:

Cílem předkládané diplomové práce je navržení experimentálního zařízení pro indukční tavení nízkoteplotních kovů a srovnání výsledků měření s numerickým modelem. Teoretická část práce shrnuje poznatky týkající se možného využití indukčního ohřevu pro zpracování tekutých kovů a uvádí nejběžněji využívané prvky pro stavbu indukčních pecí. Praktická část práce se zabývá návrhem a sestrojením malé indukční pece, jejíž parametry byly uzpůsobeny pro tavení Fieldova kovu. Jedním z hlavních řešených problémů je také určení materiálových vlastností použité vsázky (měrné tepelné kapacity, hustoty, tepelné vodivosti, elektrické vodivosti a permeability), jelikož odborná literatura toto téma téměř neuvádí. V rámci práce byly proto tyto parametry určeny, a to experimentálně nebo výpočtem. Pro měrnou tepelnou kapacitu byla odhadnuta také její teplotní závislost. Dále se diplomová práce zabývá měřením indukce uvnitř i vně sestavené indukční pece a stanovením závislosti teploty vsázky na době ohřevu. V závěru je provedena verifikace výsledků s numerickým modelem.

Abstract:

The objective of the presented thesis is to design experimental equipment for induction melting of metals fusible at low temperatures and to compare the measured results with a numerical model. The theoretical part of the thesis summarizes information about potential use of induction heating for processing of liquid metals and it presents the most frequently used elements for construction of induction furnaces. The practical part of the thesis includes a design and construction of a small induction furnace with the parameters adapted for melting of Field´s metal. One of the main issues which need to be addressed is determination of material properties of the employed charge (specific heat capacity, specific weight, thermal conductivity, electric conductivity and permeability) since specialized literature provides practically no information about this topic. Therefore the parameters were determined in the practical part of the thesis, both experimentally or by calculation. For the specific thermal capacity has been also estimated its dependence on temperature. Further, the thesis deals with measurement of induction inside and outside the assembled induction furnace and determination of dependence of the melting temperature on heating time. In conclusion the results have been verified with a numerical model.

Klíčová slova

Indukční ohřev, zpracování tekutých kovů, indukční pec, induktor, Fieldův kov, fázový přechod, elektromagnetické pole, měrná tepelná kapacita, kompenzace jalového výkonu, Agros2D

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 7. 5. 2014

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 3. 6. 2014
• Vedoucí: Doc. Ing. Pavel Karban, Ph.D.

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta elektrotechnická

Magisterský studijní program / obor:
Elektrotechnika a informatika / Komerční elektrotechnika