Разработка и исследование трехфазного индукционного устройства для нагрева и перемешивания жидкости

Рассмотрены вопросы разработки конструктивных и режимных параметров трехфазного индукционного устройства, совмещающего функции нагрева и перемешивания вязких жидкостей, в частности нефти и вязких нефтепродутов. Отмечены специфические особенности технологического процесса транспортировки вязких жидкостей по трубопроводам. Показано, что высокая вязкость перекачиваемых жидкостей приводит к высоким энергетическим затратам. Одним из способов снижения энергозатрат является подогрев жидкости перед транспортировкой. Для повышения интенсивности теплообмена между стенкой трубы и потоком нагреваемой жидкости предлагается встроенное в трубопроводную систему индукционное устройство, которое одновременно выполняет функцию привода вращения колеса смесителя и нагревательного устройства. Представлены результаты численного расчета электрических параметров устройства. Показано, что подведенная к индуктору мощность распределяется на два потока – на мощность внутреннего тепловыделения в стенке ротора и на мощность вращения ротора. Установлена зависимость соотношения между тепловой энергией, выделяющейся в стенке ротора, и энергией, идущей на вращение ротора, от частоты вращения поля индуктора. Расчеты показали, что повышение частоты приводит к увеличению доли мощности на нагрев, а снижение частоты – к увеличению вращающего момента. Полученный вывод позволяет использовать частоту для выбора эффективного режима работы смесителя. Предложенное устройство целесообразно использовать в многосекционных нагревательных системах с целью оптимизации конструктивных и режимных параметров многосекционного нагревателя.