Моделирование и исследование индукционных систем для плавки металлов в проводящих и непроводящих тиглях
![Диссертация: Моделирование и исследование индукционных систем для плавки металлов в проводящих и непроводящих тиглях](https://westud.ru/work/3278602/cover.png)
Диссертация
Многочисленные технико-экономические исследования показали ошибочность первоначально существовавшей точки зрения о низкой энергетической эффективности электротермических процессов из-за двойного преобразования энергии и связанных с этим потерь по сравнению с топливными видами нагрева. Говоря об эффективности электротермической технологии анализ должен базироваться на понятии сквозной… Читать ещё >
Содержание
- 1. ИНДУКЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ПЛАВКИ МЕТАЛЛОВ КАК ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ
- 1. 1. Конструкции и условия работы индукционных систем для плавки металлов
- 1. 1. 1. Индукционная тигельная печь
- 1. 1. 2. Индукционная канальная печь
- 1. 2. Анализ методов моделирования индукционных печей для плавки металлов
- 1. 2. 1. Методы расчета на основе магнитных схем замещения
- 1. 2. 2. Аналитические методы расчета
- 1. 2. 3. Цифровые модели расчета электромагнитных полей индукционных устройств
- 1. 2. 4. Комплексные модели
- 1. 3. Выводы по главе
- 1. 1. Конструкции и условия работы индукционных систем для плавки металлов
- 2. ПРОБЛЕМНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ИНДУКЦИОННЫХ ТИГЕЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ (САПР ИТП)
- 2. 1. Структура, принципы построения и алгоритм работы САПР
- 2. 1. 1. Расчетная подсистема САПР
- 2. 1. 2. Методическое обеспечение
- 2. 1. Структура, принципы построения и алгоритм работы САПР
- 2. 1. 3. Информационное обеспечение
- 2. 2. Одномерная электротепловая модель ИТП
- 2. 3. Электротепловая модель ИТП в двухмерной постановке
- 2. 3. 1. Вариационная формулировка метода конечных элементов
- 2. 3. 2. Выбор типа конечного элемента
- 2. 3. 3. Метод решения системы линейных уравнений
- 2. 2. 4. Верификация модели
- 2. 4. Выводы по главе
- 3. 1. Исследование влияния проводящего тигля на распределенные параметры ИТП
- 3. 2. Исследование работы ИТП с проводящим тиглем для различного уровня загрузки тигля и сложной схемы включения индуктора
- 3. 3. Исследование магнитогидродинамических эффектов в расплаве
- 3. 4. Выводы по главе
- 4. 1. Разработка электромагнитной модели ИТП в трехмерной постановке
- 4. 1. 1. Постановка задачи
- 4. 1. 2. Вариационная формулировка метода конечных элементов
- 4. 1. 3. Конечно-элементная формулировка
- 4. 1. 4. Минимизация функционала
- 4. 1. 5. Граничные условия и источники
- 4. 1. 6. Расчет интегральных параметров системы
- 4. 1. 7. Верификация модели
- 4. 1. 8. Структура и алгоритм работы математической модели
- 4. 2. Исследование изменения интегральных параметров индукционной системы в режиме разливки и выдержки металла
- 4. 2. 1. Расчет тепловых потерь
- 4. 2. 2. Исследование интегральных параметров ИТП
- 4. 3. Выводы по главе
Список литературы
- Альтгаузен А.П., Бородачев A.C., Попов А. Н. Широкое внедрение электротермии важнейшее направление энергосбережения// Электротехника. — 1986. — № 3, с. 2−5.
- Альтгаузен А.П., Рыжнов Ю. Л. Сбережение энергетических ресурсов при внедрении электротермических технологий // Промышленная энергетика. 1984. — № 6, с. 6−11.
- Шевцов М.С., Бородачев A.C. Развитие электротермической техники, М.: Энергоатомиздат, 1983, 207 с.
- Альтгаузен А.П., Берзин В. А. Технико-экономические тенденции развития электротермии // Электротехника, 1979. N 8- 3−4.
- Davis J., Simpson P. Induction Heating Handbook, McGraw-Hill, 1979.
- Химические аппараты с индукционным обогревом / С. А. Горбатков, А. Б. Кувалдин, В. Е. Минеев, В. Е. Жуковский. М.:Химия, 1985.
- L.Hobson, I.Day. Induction heating of vessels. Int.LElect.Enging.Educ., vol.22,p.p. 129−142.Manchester U.P., 1985. Printed in Great Britain.
- Шевцов M. С., Бородачев А. С. Развитие электротермической техники. M.: Энергоатомиздат, 1983.
- Ю.Брокмайер К. Индукционные плавильные печи: Пер. с нем. М.: Энергия, 1972.11 .Электрические промышленные печи. Под ред. А. Д. Свенчанского. М., Энергия, 1981, 293 с.
- Фомин Н.И., Затуловский JIM. Электрические печи и установки индукционного нагрева. М., Металлургия, 1979, 247 с.
- Вайнберг A.M. Индукционные плавильные печи. М., Энергия, 1967.
- Фарбман С.А., Колобнев И. Ф. Индукционные печи для плавки металлов и сплавов.. М., Металлургия, 1968, 494 с.
- Цыганов В.А. Плавка цветных металлов в индукционных печах. М., Металлургия, 1974.
- Бааке, У. Йорн, А. Мюльбауер. Энергопотребление и эмиссия со2 при промышленном технологическом нагреве: Пер с немец. VTJLKAN-VERLAG ES SEN, 1997.
- Немков B.C., Слухоцкий А. Е. Расчет параметров индукторов с помощью схем замещения. В кн.: Промышленное применение токов высокой частоты. — JL: Машиностроение, 1970.
- П1имони К. Теоретическая Электротехника. М.: Мир, 1964.
- Смайт B.C. Электростатика и электродинамика. М.: изд-во иностр. лит-ры, 1951.
- Бухгольц Г. Расчет электрических и магнитных полей. М.: изд-во иностр. лит-ры, 1961.
- Юринов В.М. Комплексные задачи электродинамики. Диссертация на соискание ученой степени докт.техн.наук. Л.: ЛПИ им. Калинина, 1976.
- Самарский A.A. Введение в численные методы.-М.: Наука, 1982.
- Самарский A.A. Теория разностных схем. М.: Наука, 1977.
- Самарский A.A., Николаев Е. С. Методы решения сеточных уравнений. М.:Наука, 1978.
- Самарский А. А. Локально-одномерные разностные схемы на нераномерных сетках//Ж.вычислит. матем. и матем. физ. 1963. Вып.З. С. 431−467.
- Немков B.C., Полеводов Б. С. Математическое моделирование на ЭВМ устройств высокочастотного нагрева. Л.: Машиностроение, 1980.
- Демирчан К.С., Чечурин В. Л. Машинные расчеты электромагнитных полей. М.:Высшая школа, 1986.
- Поттер Д. Вычислительные методы в физике. -М.: Мир, 1975.
- Волков Е.А. Численные методы. -М.: Наука, 1987.
- Chari, М. V.K. «Finite element analysis of nonlinear magnetic fields in electric mashines «, Ph.D. dissertation, Mc Gill University, Montreal, Canada, 1970.
- Сильвестер П., Феррари P. Метод конечных элементов для радиоинженеров и инженеров-электриков. М.: Мир, 1986.
- Chari, «Finite Element Solution of the Eddy Current Problem in Magnetic Structures», IEEE Trans. Power App. & Syst., Vol. Pas-93, Jan./Feb. 1974, pp. 62−72.
- Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов/ Пер. с англ. -М.:Мир, 1979.
- Д.Норри, Ж. де Фриз. Введение в метод конечных элементов/ Пер. с англ. М.:Мир, 1981.35.-П. Кулон. Ж.-К. Саббонадьер. Метод конечных элементов и САПР: Пер с фр. М.: Мир, 1989.
- Немков B.C., Демидович В. Б. Теория и расчет устройств индукционного нагрева. Л.:Энергоатомиздат, 1988.
- Немков B.C. Теория и расчет цилиндрических электромагнитных систем индукционного нагрева: Автореф. дисс. докт.техн.наук Л., 1979.
- Павлов H.A., Карпенкова О. И. Применение метода комплексных индуктивностей для расчета индукторов с нелинейной загрузкой// Электричество. 1977. N10. С.86−88.
- Muhlbauer A., Muiznieks A., Lessman H.-J. Berechnung von dreidimensionalen electromagnetischen Feldern bei der induktiven Erwarmung. Archiv fur Electrotechnik 77, 1994, p. 157−168.
- Тозони O.B. Метод вторичных источников в электротехнике. M.: Энергия, 1975.
- V.B.Demidovitch, I.Pozniak. Combined method of electromagnetic field calculation in induction crucible furnaces. 40 Internationales wissenschaftliches Kolloqium, Ilmenau, Germany, 1995, 37−41 (in rus).
- Карпенкова О.И. Исследование индукторов с неоднородной загрузкой и разработка методов их расчета: Авторефер. дис.. канд. техн. наук JI., 1976.
- Бамунер A.B., Гришина Л. И., Комракова Г. Д. Математическая модель индукционной тигельной печи с кусковой шихтой. Известия ЛЭТИ, вып. 321 Л.: 1982, с.12−14.
- Слухоцкий А.Е., Павлов H.A. Тепловые расчеты индукционных нагревателей различных типов для сквозного нагрева цилиндрических заготовок, — «Промышленное применение ТВЧ. Труды ВНИИТВЧ», 1966, вып.7, с. 8−29.
- Павлов H.A. Инженерные тепловые расчеты индукционных нагревателей // Библиотека электротермиста.-М.: Энергия, 1978. вып. 66.
- Позняк И.В., Руднев В. И. Моделирование электромагнитных полей в индукционных тигельных печах, Известия ГЭТУ: сб. научных трудов ТЭТУ им В. И. Ульянова (Ленина).-С.Пб., 1995, вып.483 с.48−51.
- Никаноров А.Н., Позняк И. В. Интегро-дифференциальный метод расчета электромагнитных полей в индукционных тигельных печах, Известия ГЭТУ: сб. Научных трудов ГЭТУ им В. И. Ульянова (Ленина).-С.Пб., 1996, вып.497 с.89−93.
- П. Кулон. Ж.-К. Саббонадьер. САПР в электротехнике: Пер с фр. М.: Мир, 1988.
- Павлов H.A., Карпенкова О. И. Автоматизированное проектирование индукционных кузнечных нагревателей// Электротехническая промышленность. Электротермия. 1981, вып.4 (221). С.12−13.
- Энкарначчо Ж., Шлехтендаль Э. Автоматизированное проектирование. Основные понятия и архитектура систем: Пер с англ. М.: Радио и связь, 1986.
- М.Меткалф, Дж.Рид. Описание языка программирования FORTRAN 90. М.: Мир, 1995.
- Фейсон Т. Объектно-ориентированное программирование на Borland С++ 4.5, Киев, Диалектика, 1996.
- Сван Т. Освоение Borland С++ 5, Киев, Диалектика, 1996.
- Норенков. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем-М. Высшая школа, 1980.
- Корячко, В.М. Курейчук, И.П. Норенков. Теоретические основы САПР-М. Энергоатомиздат, 1987.
- Норенков, В.Б. Маничев. Основы теории и проектирования САПР,-М. Высшая школа, 1990.
- Физические свойства сталей и сплавов, применяемых в энергетике: Справочник/Под ред. Б. Е. Неймарка. M.-JL: Энергия, 1967.
- Ландау Л.Д., Лившиц Е. М. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука, 1992.
- Коган М.Г. Расчет индукторов для нагрева тел вращения. М.:ВНИИЭМ, 1965.
- Волков Е.А. Численные методы. М.: Наука, 1987.
- Трауб Дж. Итерационные методы решения уравнений: Пер с англ. М.: Мир, 1985.
- Дж. Райе. Матричные вычисления и математическое обеспечение: Пер с англ. М.: Мир, 1984.
- Джордж А., Лю Дж. Численное решение больших разреженных систем уравнений: Пер. с англ. М.: Мир, 1984.
- Юцис В. Некоторые вопросы применения фронтального метода. -Тбилиси: изд. Тбил. Университета, 1984.
- Шенен П., Коснар М., Гардан И. Математика и САПР: Пер с франц. М.: Мир, 1988.
- Хейгеман Л., Янг Д. Прикладные итерационные методы: Пер с англ. М.: Мир, 1986.70.0ртега Дж., Рейнболдт В. Итерационные методы решения нелинейных систем уравнений со многоми неизвестными.: Пер с англ. М.: Мир, 1975.
- Ланкастер. Теория матриц: Пер с англ. М.: МирД982.
- Muller G., Clements G. FEM fur Practiker. Die Methode der Finiten Elemente mit dem FE-Programm ANSYS. Expert Verlag, 1997
- ANSYS. Basic Analysis Procedures Guide. Rel. 5.3. / ANSYS Inc. Houston, 1994.
- ANSYS. Theory Reference. Rel. 5.3. Ed. P. Kothnke / ANSYS Inc. Houston, 1994.
- Комракова Г. Д. Исследование электрических режимов индукционных тигельных печей и повышение их эффективности путем совершенствования схем питания: Автореф. дисс.. канд. техн. наук. Л., 1985.
- Baake Е. Grenzleistungs und Aufkohlungsverhalten von Induktions -Tiegelofen. Dissertation, VDI VERLAG, 1993.
- Барановская Я.Г., Полеводов Б. С. Цифровая модель процесса индукционного нагрева ферромагнитных тел // Электротермия. 1981, вып.5(202). — с.1−3.
- Demidovitch V. Special Software INDHEAT for Modelling Induction Heating Processes. Electric and Magnetic Fields- Proceedings of 3rd International Workshop, LIEGE (Belgium), 1996, p. 273−278
- Никаноров A.H. Моделирование, исследование и разработка индукционных систем для нагрева ленты в поперечном магнитном поле: Автореф. дис.канд. техн. наук / ЛЭТИ. Л., 1989.
- Salon S. J., Mathewson В. and Uda S. «An integro-differential approach to eddy currents in thin plates «, IEEE Trans, on Magnetics, Vol. MAG-19, NO. 6, November 1983.
- Немков B.C., Семахина M.M. Расчет электромагнитных полей в индукционных системах методом конечных элементов // Исследование электротермических процессов и установок: Сб. статей. Чебоксары, 1987.
- Фарлоу. Уравнения с частными производными: Пер с англ. М.: Мир, 1985.
- Губченко А.П., Свидо А. В., Простяков А. А. Высота и форма мениска при плавке металлов в индукционных тигельных печах. Исследования в области промышленного электронагрева. Труды ВНИИЭТО, 1979, вып. 10, с. 25 — 30.
- Микельсон Ю.Я., Якович А. Т., Тир JI.JI. Методика расчета распределения скоростей в цилиндрической индукционной электропечи //Магнитная гидродинамика. 1977. N I.e. 97−101.