O Forno de Indução
Por: agrandefamilia • 23/2/2016 • Artigo • 2.472 Palavras (10 Páginas) • 446 Visualizações
UNINOVE – Universidade Nove de Julho
A Grande Família
Primeiro relatório do Projeto: Forno de Indução, apresentado à disciplina de Projeto Integrado I do quinto semestre Engenharia Elétrica da Universidade Nove de Julho.
São Paulo
2013
UNINOVE- Universidade Nove de Julho.
Curso: Engenharia Elétrica.
Professor Orientador: Alex Fukunaga Gomes
Trabalho: Projeto Integrador – Forno de Indução
A Grande Família
Primeiro relatório do Projeto: Forno de Indução, apresentado à disciplina de Projeto Integrado I do quinto semestre Engenharia Elétrica da Universidade Nove de Julho.
São Paulo
2013
Sumário
1. Objetivo... 01
2. Introdução 01
3. Introdução Teórica 02
3.1 Fornos de Indução e suas Aplicações 02
4. Lei de Faraday 03
5. Cálculos envolvidos 06
6. Modelos Elétricos... 07
7. Fluxograma... 08
8. Desenho elétrico e simulação computacional do forno... 09
9. Desenho mecânico do forno... 10
10. Material a ser derretido... 11
11. Tabela de materiais... 11
12. Diário de bordo... 12
13. Manual Técnico... 28
14. Bibliografia... 32
- Objetivo
Criação de um forno de indução com matérias recicláveis para o derretimento de 100g de estanho.
- Introdução
A Uninove elaborou uma matéria chamada projeto integrado I, com objetivo de promover a integração dos alunos, realizar o intercambio entre as disciplinas, que os alunos tenham uma vivencia com o projeto e com uma iniciação ao trabalho do engenheiro. O projeto a ser elaborado será o Forno de Indução, que servira para derreter uma liga de estanho de aproximadamente 100g.
O projeto será feito com materiais recicláveis e mão de obra manual, através de cada integrante do grupo. Para um melhor desempenho as tarefas foram divididas em subgrupos e com datas determinadas pelo cronograma já entregue.
- Introdução Teórica
- Forno de Indução e suas Aplicações
Antes da descoberta de Faraday e seus processos de indução eletromagnética a forma de fundir os materiais condutores era através de carvão, combustíveis inflamáveis, gerando um alto custo e mão de obra, além de ser um processo muito difícil, pois em alguns tipos de materiais a serem fundidos não poderiam conter nada além do próprio material, sendo inadmissível que após estar fundido acha alguma substancia diferente.
Através dos conceitos de Faraday foi criado o forno de indução, algo que revolucionou toda a forma e processo de fundição de materiais condutores, com menos mão de obra, maior eficiência e principalmente a exatidão em ter uma nova substância pura após seu fundimento.
Existem dois tipos de forno de indução, o com núcleo e sem núcleo, no caso iremos trabalhar com o forno com núcleo.
Eles são construídos com duas bobinas uma primaria e outra secundaria, envolvidas em um núcleo de aço laminado fechado do tipo utilizado em transformadores, onde a bobina primaria contem 600 espiras de fio 19 AWG e a bobina secundaria uma única espira de cobre, fazendo com que a bobina secundaria receba o dobro da corrente que passa na primaria para a secundaria, gerando com isso o grande aquecimento em tão pouco tempo. Diferente dos transformadores, o forno de indução quanto maior as correntes parasitas (Foucault) são melhores, pois através delas é possível obter o tão almejado aquecimento, pois essas correntes produzem o efeito Joule.
- Lei de Faraday
Em princípio o forno à indução é um transformador no qual o primário é constituído por uma bobina que é percorrida por uma corrente alternada e que induz um campo eletromagnético alternado na carga de forno a qual constitui o secundário do transformador. Entre o secundário e o primário esta o núcleo de material ferromagnético que devido o aumento da indutância, concentra todas as linhas de força de um campo magnético que fluem pelo interior das espiras.
Usando esses princípios na lei de Faraday: “Quando o condutor é um circuito fechado, como no caso de uma espira que se movimenta no interior de um campo magnético, teremos o surgimento de uma corrente elétrica nesse condutor. Essa corrente é denominada corrente induzida”.
Com isso, a corrente elétrica induzida na espira é devida à variação do fluxo magnético que ocorre através da espira. E essa variação do fluxo magnético em um circuito é a força eletromotriz induzida (f.e.m) que é determinada pela taxa de variação do fluxo magnético que atravessa o circuito. Mantendo-se a resistividade da carga entre determinados limites, induz-se no metal potência elevada que aquece rapidamente a carga até a sua fusão.
Sendo muito usado para fusão de materiais condutores, formam-se nestes materiais correntes de Foucault (correntes induzidas em massas metálicas) que produzem grande elevação de temperatura. Se os materiais forem magnéticos, haverá também o fenômeno da histerese, que contribui para o aumento de temperatura.
O fenômeno da indução eletromagnética foi descoberto por Faraday em 1831, quando analisou que um campo magnético só existia através de um campo elétrico.
Ele fez uma experiência, aproximando um imã de uma espira de fio condutor, conectadas a um galvanômetro.
[pic 1]
Figura 01
Nesse condutor passava um fluxo magnético e com a sensibilidade que o galvanômetro tem, detectou o surgimento de uma corrente elétrica através dessa espira. E depois de desconectada o equipamento de medição, a mesma desaparecia.
...