熔鋅工頻有芯感應(yīng)爐電磁場(chǎng)和溫度場(chǎng)的數(shù)值仿真研究.pdf

1、工頻有芯感應(yīng)電爐是利用電磁感應(yīng)在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的渦流發(fā)熱來(lái)加熱物料的熱工設(shè)備，感應(yīng)加熱具有升溫速度快、金屬燒損少、產(chǎn)品質(zhì)量好、低污染等特點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。然而隨著感應(yīng)電爐向高功率、大容量方向發(fā)展，感應(yīng)體的使用壽命縮短、使用及維護(hù)費(fèi)用增加，因此，如何優(yōu)化感應(yīng)爐熔溝的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高感應(yīng)體的使用壽命成為亟待解決的新課題。 基于感應(yīng)加熱的原理及特點(diǎn)，本論文采用理論分析-數(shù)值仿真-測(cè)試驗(yàn)證相結(jié)合的方法，以ANSYS軟件為主要工

2、具，采用有限元方法對(duì)熔鋅工頻有芯感應(yīng)爐的電磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)進(jìn)行仿真計(jì)算，并分析各物理量的分布特點(diǎn)及其對(duì)感應(yīng)體性能的影響。 本論文主要完成了以下工作： （1）通過(guò)大量閱讀國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)感應(yīng)加熱技術(shù)的發(fā)展及其在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了概括，總結(jié)了國(guó)內(nèi)外學(xué)者在感應(yīng)加熱數(shù)值仿真方面所做的研究工作。 （2）在對(duì)感應(yīng)加熱原理研究的基礎(chǔ)上，分析集膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)與圓環(huán)效應(yīng)對(duì)感應(yīng)加熱的影響，并對(duì)感應(yīng)電流的分布規(guī)律進(jìn)行研究，同時(shí)根據(jù)

3、噴流型大功率熔鋅有芯感應(yīng)爐的設(shè)備組成分析其工作特性。 （3）基于電磁場(chǎng)理論，建立熔鋅有芯感應(yīng)爐電磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)以及流場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型，并分析電磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)以及耦合場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算方法。 （4）根據(jù)噴流型熔鋅有芯感應(yīng)爐，建立感應(yīng)體仿真模型，用ANSYS軟件對(duì)感應(yīng)體電磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)的基本參數(shù)進(jìn)行數(shù)值仿真，得到感應(yīng)體的電磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)分布規(guī)律，并對(duì)影響感應(yīng)體性能的主要因素進(jìn)行分析。 （5）對(duì)感應(yīng)爐進(jìn)行理論計(jì)算和熱態(tài)測(cè)試，結(jié)果表明，數(shù)