感应加热温度均匀性影响因素的实验研究

镍基高温合金FGH4096是高性能发动机涡轮盘、环形件及其他热端部件的关键材料。以其为研究对象,搭建感应加热实验平台,设计不同工况,通过实验方法研究感应加热过程中影响合金试棒温度分布均匀性的因素。实验结果表明:在试棒两端安装陶瓷片对其温度分布均匀性影响不大;用保温棉包裹试棒,适当降低加热速率可以提高合金试棒温度场分布均匀性;感应线圈尺寸对合金试棒温度分布均匀性影响较大。     

电炉文摘

WJ84458 感应加热设备的节能运行——《省工》1983,vol35,No8,18～24, (日文) 本文着重从设计、操作两个方面介绍了钢铁坯料锻造加热用感应加热设备的节能措施。对设计方面主要应采用以下措施,即:(1)提高加热线圈电压。(2)取消保温线圈。(3)改善加热线圈内坯料的温度分布。(4)缩短加热线圈长度。(5)缩小加热线圈内径。(6)实现滑轨陶瓷化。(7)提高线圈导体的占空率。(8)     

基于ANSYS的锻件感应加热温度场的数值模拟研究

针对感应加热过程中工件温度难以测量的问题,应用电磁学和传热学基本理论,建立了锻铸坯料电磁场和温度场分布的数学模型,运用ANSYS软件对感应加热过程温度分布进行变参数研究,为揭示铸坯感应加热过程的规律、优化工艺参数提供理论依据。     

大型曲轴感应加热过程的有限元分析

依据感应加热理论,建立了有限元计算温度模型。并以此分析研究了12V240机车曲轴坯弯曲镦锻前的感应加热过程,得到了坯料内的温度分布状况以及温度随时间的变化规律。经与现场实测值进行对比,证明了所用算法的正确性。从而为改进曲轴坯感应加热工艺提供了可靠的依据。     

大型曲轴感应加热过程的限元分析

依据感应加热理论,建立了有限元计算温度模型。并以此分析研究了１２Ｖ２４０机车曲轴坯弯曲镦锻前的感应加热过程,得到了坯料内的温度分布状况以及温度随时间的变化规律。经与现场实测值进行对比,证明了所用算法的正确性。从而为改进曲轴坯感应加热工艺节可靠的依据。     

铁路机车车轴锻前感应加热设备(英)

感应加热炉的设计 本加热炉为连续式。在炉内装有一排感应器,坯料(坯料尺寸见图1)平放,通过一排感应器逐次地提高到锻造所需的温度。进料装置将坯料送入加热炉。在感应线圈之间排列着辊子,在马达的驱动下,坯料以匀速移动通过感应器。加热功率和辊速可调节,产品的恒定加热温度可以得到保证。两辊之间的中心线距离为737mm,所以输送的坯料最小长度是     

感应加热的端部效应分析

感应加热时,工件端部的温度常低于或高于非端部的温度,这就是感应加热的端部效应。对于长形工件的加热,端部效应造成的质量问题严重。本文就是分析端部效应发生的原因,并寻找出避免端部效应的方法——调整端电压法。     

输电线路新型电磁防除冰

针对当前国内外高压输电线路除冰时需要线路停运,且需要较多的人力、物力、劳动强度大和危险等特点,提出了一种不停电电磁防除冰方法。基于高频电磁感应技术和热传导理论,建立了高压输电线路的防除冰物理模型,利用ANSYS参数化语言APDL进行编程,对输电线路物理模型中的电磁-热现象进行了耦合数值计算。通过对比不同电磁参数下输电线路温度的分布和变化情况,找到了影响输电线路温度变化的主要电磁参数,包括高频电流的频率、高频电流密度、感应线圈间距、感应线圈长度、感应线圈厚度和感应加热时间。据此对线圈尺寸进行了优化设计,使输电线路温度在0 ℃以上能够有效防除冰。     

钢板横向感应加热磁-热耦合的有限元数值模拟

采用电磁-热耦合二维有限元法模拟钢板感应加热,得到了加热频率和电流密度对加热时间、加热速度和温度均匀性的影响。结果表明,采用U型线圈加热钢板,可以形成一个完整的磁回路,符合感应加热钢板的要求;频率增加能够缩短加热时间和扩大钢板温度的温差;而电流密度增加,加热时间缩短,其对温度均匀性的影响则随电流增加温差增大。     

曲轴红套感应加热有限元仿真和优化

根据电磁感应和热传导理论,导出了工件感应加热的电场、磁场、温度场分布基本方程,建立了三维有限元分析模型,并考虑了工件材料属性随温度变化的非线性特性。制定了新的热加工方案,利用ANSYS分析感应加热过程曲柄的温度场分布和热变形。借助多学科优化软件iSIGHT集成ANSYS,将多目标优化算法NSGA-Ⅱ引入感应加热线圈电流、频率等参数的寻优中。最后对仿真优化得到的线圈参数进行试验验证。试验结果与仿真结果误差在4%以内,验证了有限元模型的准确性及多目标优化算法的可靠性。     

干式变压器高压绕组电场有限元分析

为更全面地了解干式变压器高压绕组电场分布的特点,以SG10型干式变压器作为参考模型,运用ANSYS软件,根据绝缘结构特点对其进行了三维和二维电场有限元分析。结果表明,对靠近变压器高压绕组端部线圈,电场分布最不均匀的位置为线匝、垫条和空气隙的交接处;对变压器高压绕组中部线圈,电场分布最不均匀的位置为线匝、梳形撑条和空气隙的交接处;绝缘材料的厚度增加时,最大电场强度值相应地线性减小;随线圈匝数的增加,最大电场强度值相应地线性减小,且当线圈匝数达到一定值后,最大电场强度值将趋于饱和;最大电场强度值随介电常数的增加而相应地线性增加。     

熔盐电磁感应加热器的数值模拟与分析

将电磁感应加热技术应用于低谷电加热熔盐蓄热供暖领域,以熔盐电磁感应加热器为研究对象,利用数值模拟方法研究不同加热条件下感应加热器壁面以及熔盐内部磁场和温度场的分布特点,并得到线圈电流、电流频率、熔盐流速和加热器材料对磁场和温度场的影响规律。研究结果表明:磁感应强度、管道壁面的感应电流密度、加热器壁面温度及熔盐进出口温升随线圈电流的增大而增大,线圈电流频率的升高仅会影响磁场在感应加热器内部的分布;熔盐流速增加时加热器壁面温度和熔盐进出口温升均显著降低,流速分别为0.1和0.4 m/s时所对应的壁面最高温度分别为406和264℃,进出口温升分别为38.79和10.05℃;加热器材料为碳钢时的磁感应强度、感应电流密度、加热器壁面温度以及熔盐进出口温升均大于同等条件下不锈钢材料。     

提高感应加热效率的设计要点

美国ABP感应加热公司撰文提出了提高感应加热效率的设计要点,即影响感应加热效率的主要因素包括：感应器线圈铜管的壁厚和宽度尺寸的设计、被加热工件和线圈之间的空气隙（或间隙）、线圈工作电流、从感应加热电流到感应线圈之间的导电材料和整个加热站的设计。其中感应器线圈铜管的设计最为重要。     

一种有温度梯度的感应加热设备

在铝型材挤压生产线上,使用感应加热的方式进行铝合金管棒坯料挤压前的加热具有加热快、生产环境好及控制方便等优势,若想实现等温挤压,则需要坯料有温度梯度,使用新式的感应加热设备就可以实现。通过研发设计,将感应器线圈分成两段分别供电,分别调整功率,可准确控制产生的温度梯度,提高挤压型材的品质。本产品已获国家知识产权局专利授权（专利号ZL200920033649．8）。     

感应加热线圈内径可变型淬火回火设计开发

传统的高频感应加热淬火回火设备要根据工件的形状、尺寸、用途制作专用的加热线圈。无疑,这种方式对于不同处理工件要更换、设计制做不同的感应加热线圈必然导致生产成本高、生产效率低等缺点。介绍了日本电气兴业株式会社新研制开发的无接点式感应加热线圈内径可变式感应加热线圈的结构、内径可变机理与优越性。     

Analysis of thermal performance of electromagnetic induction based molten salt heating system

将电磁感应加热技术应用到低谷电加热熔盐储热供暖领域,搭建熔盐电磁感应加热实验系统,以感应加热器为研究对象,探究熔盐以及线圈冷却水在不同熔盐流速和线圈电流工况下的温度变化规律,计算加热效率和冷却水热损失率。结果表明：电磁感应加热器可以快速加热熔盐,熔盐温升主要集中在开始加热80～240 s之间,温升速率在100 s时最大;改变线圈电流或熔盐流速,可以产生不同终温的熔盐,流速0.177 m/s时,熔盐在不同电流下出口温度分别为201.452 ℃、203.891 ℃、207.599 ℃、212.975 ℃和221.454 ℃;熔盐流速一定,熔盐和线圈冷却水吸热量随线圈电流的增加而升高;线圈电流不变,熔盐吸热量随流速的增加而升高、线圈冷却水吸热量随流速增加而降低;熔盐流速0.296 m/s、线圈电流600 A时,熔盐加热效率为69.28%,线圈冷却水热损失率为16.45%。     

金属薄板横向磁通感应加热电源研究

针对当前金属板材在传统电加热过程中产生电火花等问题,研究了一种采用平面线圈的感应加热电源,克服了线圈对工件大小、形状等约束,尤其适合薄板金属材料的加热处理。设计了线圈结构和电源系统,感应加热电源部分采用新型ZCT-PWM Buck软斩波器调功,单相全桥逆变,串联谐振。通过实验验证了方案的可行性与合理性,改进了传统的薄钢板热处理工艺。     

轴承感应拆装中工件内电磁场模型的建立及计算机仿真

在研究轴承内环感应拆装的基础上,建立了感应加热过程中工件内电磁场和涡流分布的基本方程。通过MATLAB软件对被加热工件进行了电磁场和涡流分布的计算机模拟,形象描述了工件内电磁场的分布规律,证明了集肤效应的存在,为轴承感应拆卸装置的设计研究提供了理论依据。通过对感应加热过程中轴承内环内外表层温度的测试,间接证明了所建模型和计算机仿真的正确性。     

感应加热热处理用线圈的最新设计

感应线圈是决定热处理质量和感应加热设备效率的重要构成因素。着重就感应加热用线圈的设计原理与功率集中、加热曲线控制、电磁场屏蔽的有关磁通控制理论以及实际应用作了较详细的介绍。图 1 0表 3参 6感应加热热处理用线圈的最新设计@陈留根     

正交试验法在喷油器电磁阀结构设计中的应用

影响共轨喷油器电磁阀性能的因素众多,通过理论公式分析,选取了预紧力、气隙和线圈匝数为影响因素,建立了电磁阀的有限元模型,并进行了计算,通过试验,验证了JMAG软件计算的准确性。采用正交试验法对电磁阀计算方案进行了设计。通过计算,发现气隙是影响电磁阀性能的主要结构因素,预紧力和线圈匝数对电磁阀性能的影响并不是单边的,需综合考虑。