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焊接设备负荷计算和冷水机选型

焊接设备负荷计算和冷水机选型

发布日期:2019/1/10 7:49:49

1、需求依据

焊接设备变压参数(大约):

每套焊接设备:12组x130 kVA(千伏安)

现有冷却水参数(大约):

水流量(根据循环水泵铭牌):50 m3/h

供水温度:35 ℃

回水温度:45 ℃

要求提供供水温度: ≤25 ℃

2、冷却负荷计算

计算方法1:  

焊接设备在工作时,利用变压器并通过电极向工件馈电,利用电流流过工件时产生的电阻热,将被焊工件加热到融化状态以达到焊接的目的,在这个过程中变压器和电极都会因为电流的流过产生热量,工件在加热的过程中也会将热量传递到电极,所以为了保持焊机的长时间可靠工作和获得稳定的焊接质量,需要通过较低温度的冷却水将焊接设备的工作温度控制在正常范围内。

由于焊接设备的变压器和电极所产生的热量是由变压器输入的电能会转化成热能形成。当然,这种电能输入包括有功、无功两部分,因此所产生热量转化应以有功功率计算,按以往经验暂且按功率因数为40%计算,那么我们便可计算由焊接设备工作时产生的热量是:130 kVA x12 x40%  =624 kW,这些产生的热量会被冷却水带出,并在水槽中积聚导致整个水槽的温度升高,所以要控制冷却水温,则需要按可抵消这个热量相对应的冷却负荷来选用制冷设备。

计算方法2:  

按照水的比热容4.2 kJ/(kg.℃),即“1升水如果温度升高1℃,则吸收的热量是4.2 kJ(千焦)”,那么也可以根据冷却水的水流量和供回水的温度差等进行计算,得出循环冷却水从焊接设备吸热后带出来的热量(也是需要的冷却负荷),按照如下公式计算:

 

Q =L×ρ×Cp×(Tc-Te) =14×1.0×4.2×(45-35) =588 kJ/s =588 kW

Q ——冷却水带出的热量 kJ/s

L ——冷却水的流量L(本计算按50 m3/h =14 L/s)

Tc——冷却水的回水温度℃(本计算按45℃)       

Te——冷却水的供水温度℃(本计算按35℃)

Cp——水的比热kJ/kg·℃(本计算按4.2kJ/kg·℃)    

ρ——水的密度kg/L(本计算按1.0kg/L)

通过上述两种方法对焊接设备的散热量进行计算和验证,其结果大约是588 ~624 kW,这也就是给焊接设备冷却降温的冷却水所需要制冷量。考虑到本次的计算依据只是根据大约参数进行估算,而且在实际工作时会受外部环境气温不同(夏季与冬季)的影响也是不太相同的,因此在确定焊接设备的冷却降温所需冷量时尽量取最大计算值并适当加大一定的裕量是必要的。

 

 

 

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