Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Математическое моделирование устройств индукционного нагрева Первухин, Михаил Викторович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Первухин, Михаил Викторович. Математическое моделирование устройств индукционного нагрева : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.13.18 / Краснояр. гос. техн. ун-т.- Красноярск, 2000.- 21 с.: ил. РГБ ОД, 9 00-5/3737-1

Введение к работе

Актуальность. В современных экономических условиях
потребителями продукции металлургических предприятий

(машиностроительной, строительной, транспортной и других отраслей) предъявляются вес более высокие требования к качеству продукции, производимой данной отраслью. При этом, наряду с повышением спроса на качество металлических сплавов и изделий из них, потребитель отдает предпочтение продукции с меньшей стоимостью. В связи с этим, понижение себестоимости продукции и повышение се качества являются одними из важнейших задач, стоящих перед металлургическими предприятиями.

Одним из наиболее перспективных путей решения поставленной задачи является создание высокопроизводительных, экономичных устройств и технологий для получения металлов и сплавов, а также индукционной термической обработки изделий из них. Важное место при этом отводится разработке новых и развитию существующих методов расчета устройств индукционного нагрева (УИН). К таким устройствам относятся индукционные канальные (ИКП) и тигельные печи, индукционные установки для сквозного нагрева и поверхностной закалки и др.

Наиболее перспективным направлением при исследовании и проектировании электротехнических и электротехнологических устройств является использование методов математического моделирования. Это обусловлено быстрым развитием компьютерной техники и ее математического обеспечения. При таком подходе реальная индукционная система заменяется математической моделью, способной воспроизводить характеристики реальной системы и позволяющей в явном виде находить интересующие параметры исследуемых устройств.

Основная трудность при проектировании устройств индукционного нагрева заключается в отсутствии на сегодняшний день универсальной методики расчета, учитывающей в полной мере основные особенности преобразования энергии в рабочей области устройств индукционного нагрева, анизотропность и нелинейность сред, входящих в эти устройства. Существующие методики построены на ряде допущений, ограничивающих расчетную модель в рассмотрении многих важных физических явлений, протекающих в процессе преобразования энергии в индукционной системе. Поэтому развитие методов математического моделирования устройств индукционного нагрева является актуальной задачей.

Целью работы является развитие и адаптация методов математического моделирования для исследования физических процессов в устройствах индукционного нагрева, содержащих среды с явно выраженными анизотропными и нелинейными свойствами, а также жидкометаллические среды.

В соответствии с целью работы ставятся следующие задачи исследования:

  1. Анализ методов математического моделирования устройств индукционного нагрева.

  2. Адаптация методов интегральных преобразований, граничных коллокаций и дискретизации свойств сред к анализу электромагнитных процессов индукционных систем «индуктор-цилиндрический канал с жидким металлом».

  3. Развитие метода дискретизации свойств сред для анализа электромагнитного поля в анизотропных и нелинейных средах.

  4. Моделирование электромагнитных и гидродинамических полей на физических моделях и промышленных индукционных канальных печах.

  5. Сравнение результатов математического и физического моделирования, построение методики проектирования индукционных канальных печей.

Научная новизна. Путем совмещения методов интегральных преобразований, граничных коллокаций и дискретизации свойств сред проведен анализ электромагнитного поля индукционной системы «прямоугольный индуктор - цилиндрический канал» с вращающимся жидким металлом, что позволило выявить влияние распределения скорости вращения жидкого металла по радиусу на дифференциальные и интегральные характеристики индукционных систем.

Развит метод дискретизации свойств сред применительно к расчету нелинейных индукционных систем, в результате чего исследовано влияние нелинейных параметров ферромагнитных сред на распределение электромагнитного ноля в индукционной системе.

Практическая значимость работы.

  1. Разработаны алгоритмы и составлены программы для исследования электромагнитных и магнитогидродинамических процессов в индукционных канальных печах.

  2. Создана методика инженерного расчета электрических характеристик индукционных канальных печей.

  3. Разработанные алгоритмы и программы использованы кри модернизации печей типа ИАК на АО «КраМЗ-Лит» г.Красноярск.

  4. Ряд теоретических результатов и методика проектирования индукционных канальных печей использованы в лекционных курсах «Математическое моделирование электротехнологических установок», «Установки индукционного нагрева» и курсовом проектировании специальности 18.05.00 - «Электротехнологические установки и системы».

Положения выносимые на защиту:

совместное использование методов интегральных преобразований, граничных коллокаций и дискретизации свойств сред для исследования и проектирования устройств индукционного нагрева, в том числе и индукционных канальных печей с электромагнитными вращателями металла в канальной части;

адоптация метода дискретизации свойств сред для анализа электромагнитного поля в расчетных областях, содержащих среды с анизотропными и нелинейными характеристиками;

методика проектирования индукционных канальных печей на основе разработанных математических моделей индукционных устройств

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на 4-ой международной конференции «UNCONVENTIONAL ELECTROMECHANICAL AND ELECTRICAL SYSTEMS» (Санкт-Петербург 21.06.1999), 2-ой всероссийской научно-практической конференции «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (Красноярск 16.03.2000) и 6-ой всероссийской научно-технической конференции «Перспективные материалы, технологии, конструкции - экономика» (Красноярск 25.05.2000). Публикации. По основным результатам проделанной работы

опубликовано семь печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,

четырех глав и заключения, изложенных на /У/страницах машинописного

текста, содержит уг рисунка, таблиц, список литературы из /У

наименований и приложений.

Похожие диссертации на Математическое моделирование устройств индукционного нагрева