2008年 電力応用 課目4 問13(5)電熱難

図のような電気加熱装置によって、\(0.2m/s\)の速度で、一様な断面積\(1.5 \times 10^{-5}m^2\)の十分長い金属線材を連続加熱している。

金属線材の加熱前後の温度差は一定である。この金属線材の密度は\(7800kg/m^3\)であり、各部の電力、電源装置の出力端電圧、及び、加熱装置内部の熱損失の値は表の通りである。また、各部のリアクタンスは無視できるものとし、加熱装置には表の熱損失以外の損失は無いものとする。

この加熱装置による金属線材の単位時間当たりの加熱処理量は\(\fbox{1}[kg/h]\)となる。したがって、電源装置入力端における電力原単位は\(\fbox{2}[kWh/kg]\)となる。

電源装置出力端電流は\(\fbox{3}[A]\)であるので、加熱装置の抵抗は\(\fbox{4}[\Omega]\)、ケーブルの抵抗は\(\fbox{5}[\Omega]\)となる。

次に、電源装置出力端電圧は\(600V\)一定で、ケーブルを変更して、その抵抗値を従来の\(50\)%にすると、電源装置出力端電流は\(\fbox{6}[A]\)となり、加熱装置入力端電力は\(\fbox{7}[kW]\)、金属線材の加熱に寄与する電力は\(\fbox{8}[kW]\)に増加し、金属線材の増速が可能となる。

この結果、金属線材の加熱処理量は\(\fbox{9}[kg/h]\)となり、電源装置の効率に変化がないものとすれば、電源装置入力端における電力原単位は\(\fbox{10}[kWh/kg]\)に改善される、なお、ケーブル変更前後で加熱装置の熱損失は変わらないものとする。

コメント

タイトルとURLをコピーしました