Реферат

Пояснительная записка 55 с., 22 рисунка, 10 источников.

Ключевые слова: проходной нагрев трубопроводов спиралевидным индуктором, индукционный нагрев, краевой эффект, математическое моделирование, энергетические свойства индукционных систем различного типа, магнитная проницаемость, удельное электрическое сопротивление, интенсивность нагрева, магнитное и температурное поле.

Цель работы: численное моделирование и исследование краевых эффектов в стальной трубе при нагреве в спиралевидном индукторе.

Основные результаты: создана математическая модель электромагнитных и тепловых процессов на базе коммерческого пакета ANSYS, позволяющая проводить численное моделирование и исследование процесса проходного индукционного нагрева стальных труб.

Проведены исследования и получены диаграммы распределения силовых линий магнитного поля для заданной частоты. Построена модель теплового распределения в нагреваемом теле. Исследовано явление краевого эффекта.

Перечень сокращений, символов и специальных терминов с их расшифровкой

КПД – коэффициент полезного действия,

ρ – удельное сопротивление,

μ – магнитная проницаемость,

Δ – глубина проникновения тока в металл,

Мн - температура образования мартенсита,

α – коэффициент теплоотдачи,

ѵ – скорость истечения струй,

M – расход воды,

K – относительная площадь отверстия,

Н₅₀- твердость структуры, содержащей 50% мартенсита,

– магнитная проницаемость вакуума,

– магнитная проницаемость в направлении x,

– проницаемость, зависящая от напряженности магнитного поля,

ε – диэлектрическая проницаемость,

A – магнитный векторный потенциал,

B – магнитная индукция,

H – напряженность магнитного поля,

Е – напряженность электрического поля,

υ – удельное магнитное сопротивление,

J – плотность потока,

σ – проводимость,

λ – коэффициент теплопроводности,

С – теплоемкость,

ω – мощность тепловыделения,

Т – температура.

Содержание

Стр.

	Введение…..……………………………………………………...……….....	6
1	Анализ систем для проходного индукционного нагрева труб…….…......	7
1.1	Необходимость подогрева сварных стыков трубопроводов индукционным способом.………………..………………………………....	7
1.2	Методы термической обработки сварных труб……………..…..……...…	10
1.3	Индукционный нагрев трубопроводов и его закономерности….………………..…………………………….…..……....	13
1.3.1	Понятие индукционного нагрева……..………………………………...….	13
1.3.2	Анализ свойств индукционного нагрева….…………………………….....	15
1.3.3	Труба во внешнем магнитном поле. Математическое описание...............	20
1.3.4 1.4 2	Оптимальная частота и толщина стенки………………………………..… Выводы по главе………………………………………………………….… Математическая модель индукционных систем………………………….	22 23 24
2.1	Разработка модели электромагнитных процессов в коммерческом пакете ANSYS……………………………………………………………....	25
2.2 2.3 3 3.1	Разработка модели тепловых процессов в коммерческом пакете ANSYS…………………………………………………………………….… Выводы по главе………………………………………………………..…... Исследование электромагнитных и тепловых процессов при индукционном подогреве стыков трубопроводов…………………..….… Выводы по главе………………………………………………………….....	29 34 35 52
	Заключение……………………………………………………………….....	53
	Список использованных источников…………………………………..….	54