mardi 13 octobre 2015

Puissance pour induction - www.himmel-france.com

Calorimétrie N°4
Calcul théorique de la puissance pour machine induction


Un cas concret 


Nous souhaitons élever la température de 100 grammes de fer d’une température ambiante de 20°C à une température de brasage avec apport de pâte à braser dont le point de fusion se situe à 620°C. Ii faut atteindre ces 620°C en un temps T de 10 secondes.

a/Quelle est l’énergie nécessaire en Joules pour remplir cette fonction ?

b/Quelle est la puissance en Watts à utiliser pour respecter les données ci-dessus ?

On peut réaliser cette opération grâce à la chauffe induction et nous allons déterminer la puissance d’un générateur induction à utiliser.

Tout d’abord nous devons calculer le nombre de Joules nécessaires pour répondre au problème du point a/ en utilisant la formule :

 Q(Joules) = P(grammes) x C(Joules/gramme.t°C) x ∆t°C = 100 x 0.470 x (620-20)= 28200 Joules.

Maintenant il est possible de trouver la puissance demandée au point b/ en appliquant la formule :

 Q(Joules) = P(Watts) x T(en secondes) donc  P(Watts) = Q(Joules) : T(en secondes).

P(Watts) = 28200 : 1 = 28200 Watts pour chauffer en 1 seconde à 620°C une masse de 100 grammes de fer. 

Pour chauffer maintenant en 10 secondes donc 10 fois moins vite il faudra :

P(Watts) = 28200 : 10 = 2820 Watts.

Et en 100 secondes : P(Watts) = 28200 : 100 = 282 Watts.

Remarque très importante

Si la puissance est une fonction du temps, la quantité d’énergie nécessaire pour répondre au problème posé ci-dessus reste inchangée et constante.

Par contre il est très intéressant de jouer sur le temps pour utiliser des machines induction de puissance moindre que les fabricants de générateurs induction proposent. En effet il va de soi qu’un générateur à induction de 282 Watts sera meilleur marché qu’une machine à induction de 2820 Watts.

Plus les contraintes du facteur temps sont négociables dans l’allongement, alors plus la puissance diminue. Dans ce cas le facteur économique peut devenir prépondérant. 

Toute cette partie calcul et théorie a été particulièrement très détaillée afin de rendre compréhensible un point très important, soit la calorimétrie adaptée à l’induction.

Mais nous avons considéré cette étude pour une situation parfaite, soit avec des rendements de 100%, ce qui n’est absolument pas le cas pour un chauffage par induction.

Maintenant reste à proposer une solution à partir de cette étude théorique qui fournit des résultats sans tenir compte des pertes de rendement, afin de transposer ces calculs dans une situation pratique et industrielle.

Cela fera partie d’une prochaine étude.

Aucun commentaire:

Publier un commentaire