Разработка методики расчета и исследование коаксиальной индукционно-резистивной системы нагрева промышленной и повышенной частоты

• Автор: Шатов, Виталий Александрович
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 170 с. : ил.

* Введение
Глава 1. Особенности индукционно-резистивной системы нагрева (ИРСН) и основные проблемы ее расчета

1.1 .Анализ происходящих в ИРСН электромагнитных процессов

1.2.0бласть применения ИРСН

1.3.Анализ физических свойств элементов ИРСН

1 АВозможные методы расчета ИРСН

« 1.5.Задачи диссертационной работы

Глава 2. Математические модели электромагнитных процессов в ИРСН

2.1. Постановка задачи и выбор методов моделирования

2.2. Модель №1. Расчет электрических параметров ИРСН по методу МЭИ

2.3. Модель №2. Расчет электрических параметров ИРСН по методу МЭИ с численным расчетом квазистационарного электромагнитного поля в трубе
2.4. Модель №3. Расчет нестационарного электромагнитного поля
• ИРСН
2.5. Программная реализация математических моделей электромагнитных процессов в ИРСН
2.6. Проверка адекватности и оценка точности разработанных математических моделей электромагнитных процессов в ИРСН
2.7. Выводы по главе
Глава 3. Электротепловая модель ИРСН
3.1. Цель разработки электротепловой модели ИРСН
3.2. Тепловой расчет ИРСН.,
3.3. Алгоритм электротепловой модели ИРСН
3.4. Проверка адекватности и оценка точности электротепловой модели ИРСН
3.5. Выводы по главе
Глава 4. Исследование характеристик ИРСН с помощью разработанных моделей
4.1. Цель исследования
4.2. Основные электрические характеристики ИРСН
4.3. Зависимость электрических параметров ИРСН от геометрических размеров ее элементов на промышленной и повышенных частотах
4.4. Зависимость электрических параметров ИРСН от частоты тока
4.5. Влияние магнитных свойств трубы на электрические параметры ИРСН
4.6. Влияние температуры элементов ИРСН на ее электрические параметры
4.7. Влияние диаметра трубы и сечения проводника на температуру проводника
4.8. Зависимость температуры проводника от мощности ИРСН на промышленной и повышенных частотах
4.9. Выводы по главе
Глава 5. Инженерный расчет и системы питания ИРСН
5.1. Задачи разработки промышленных ИРСН
5.2. Разработанные программные средства расчета ИРСН
5.3. Инженерный расчет ИРСН с использованием программы «IRSN-I»
5.4. Методика расчета ИРСН для обогрева трубопровода
5.5. Система питания ИРСН на промышленной частоте
5.6. Система питания ИРСН на повышенной частоте
5.7. Примеры ИРСН, построенных с использованием результатов диссертационной работы
5.8. Выводы по главе

Заключение
Литература

Приложение

Сопротивления Лп- рассчитываются по формуле:
(2.31)
где действующее значение тока в слое /.
Вт/м3 ■ 1¥тст(Н, 50)
Рис. 2.6. Удельная объемная мощность, выделяющаяся при перемагничивании стали марки 10, в зависимости от напряженности магнитного поля для частоты 50 Гц
Расчет поля в трубе по схеме замещения выполняется с помощью итераций, в ходе которых по вычисленным значениям рассчитанных токов 1{ уточняются значения I,- и /?г/. Приемлемая точность расчета достигается, как правило, за 3-4 итерации.
Напряжение на поверхности ИРСН (напряжение на трубе) вычисляется по рассчитанному распределению напряженности Н по толщине стенки трубы:
. ипов = р2-^, (2.32)

где Н - напряженность магнитного поля между первым и вторым слоями тока трубы (см. рис. 2.3).
Чем больше число элементов И, на которое разбивается стенка трубы, тем точнее расчет. В программной реализации модели №2 разбиение производится таким образом, чтобы на глубину проникновения электромагнитной волны приходилось пятьдесят элементов. При числе элементов более 50 заметного изменения результатов расчета не происходит. Так, например, значения