Разработка системы индукционного нагрева для производства пластмассы методом литья

• Автор: Сорокин, Алексей Григорьевич
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 107 с. : ил.

1. ПРОБЛЕМА СОЗДАНИЯ ИНДУКЦИОННОЙ НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПЛАСТМАССЫ МЕТОДОМ ЛИТЬЯ
1.1. Технология производства пластмассы методом литья
1.2. Особенности технологии нагрева полимерных материалов
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПЛАСТМАССЫ
2.1. Математическая структура объекта нагрева
2.2. Математическая модель электромагнитных процессов при индукционном нагреве
2.3. Математическая модель тепловых процессов при индукционном нагреве
2.4. Конечно-элементная модель процессов индукционного нагрева
при производстве пластмассы методом литья
2.5. Алгоритм расчета электротеплового поля
3. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ И ТЕПЛОВЫХ ПОЛЕЙ И СИНТЕЗ ПАРАМЕТРОВ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВАТЕЛЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПЛАСТМАССЫ МЕТОДОМ ЛИТЬЯ
3.1. Разработка алгоритма поиска параметров системы индукционного нагрева для производства пластмассы методом литья
3.2. Расчет и анализ электромагнитных полей
3.3. Расчет и анализ электромагнитных полей полимерного материала
3.4. Выбор и обоснование оптимальной частоты источника питания
4. РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПЛАТСМАССЫ МЕТОДОМ ЛИТЬЯ
4.1. Параметры система индукционного нагрева при производстве пластмассы методом литья
4.2. Работа системы индукционного нагрева для производства
пластмассы методом литья
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
Диссертация посвящена повышению эффективности технологии производства изделий из пластмассы методом литья.
Актуальность темы исследования. В настоящее время изделия из пластмассы, полученные методом литья, находят все большее применение в таких областях промышленности как, автомобильная, аэрокосмическая, судоходная, электротехническая, сельского хозяйства и строительной отрасли, а также хозяйственные товары народного потребления. Возросшие требования к качеству готовой продукции делают актуальной проблему создания надежных и высокоэффективных установок для нагрева полимерных материалов. Повысить эффективность технологии производства изделий из пластмассы методом литья возможно путем применения установок индукционного нагрева. Для успешного внедрения эффективных технологий, которые использует индукционный нагрев необходимо проводить предварительное исследование протекающих процессов методами физического и математического моделирования. Разработка математических моделей электромагнитных и тепловых процессов в сопряженных физически неоднородных средах, позволит обеспечить качественное функционирование всего технологического процесса.
Поэтому актуальными являются задачи исследования электромагнитных и тепловых процессов в системе «индуктор - металл -нагреваемый материал». Кроме этого необходимо разрабатывать методику проектирования эффективных нагревательных установок на основе индукционного нагрева.
Решение поставленных задач составляет основное содержание диссертационной работы, выполненной автором в Самарском государственном техническом университете. Автор являлся ответственным исполнителем госбюджетной НИР «Моделирование рабочих процессов методом расчёта и конструирования камер сгорания и индукционного
В граничных условиях 2-го рода задана производная функции по нормали к поверхности. Нулевые граничные условия 2-го рода соблюдаются, например, на плоскостях и осях симметрии.
Большое значение имеют граничные условия 3-го рода, являющиеся комбинацией ГУ 1-го и 2-го рода. К ним относятся граничные условия, связывающие тангенциальные напряженности электрического и магнитного поля на поверхности
где 2о- сопротивление единичного квадрата, равное 2« = гп + /лд, можно однозначно определить как величину, связывающую поток электромагнитной мощности сквозь единицу поверхности тела в данной точке с квадратом тангенциальной составляющей напряженности
магнитного поля Нт,. Можно показать, что поток:
где 50Я - нормальная к поверхности составляющая вектора
Пойнтинга; п - принятая нормаль; Н - сопряженная комплексная величина. Тогда сопротивление будет определяться выражением:
Если 5о„ и п имеют одинаковое направление, то Яоп>() и в (2.23) следует рассматривать как граничные условия 3-го рода для магнитною
потенциала А. Для проводника, к которому приложено стороннее напряжение, имеем
(2.30)
(2.31)
(2.32)
Епн — —у со Ат + Ет Из (2.2) получаем для плоскопараллельного поля
(2.33)