Цель работы -разработка технологии индукционного нагрева стальной трубы диаметром 140 мм путем проведения расчетов по аналитическому и численному методу. Задачи: 1. Выбрать рабочую частоту индукционного нагрева 2. Выполнить тепловой расчет цилиндра под нагрев(в том числе рассчитать мощность, передаваемую в деталь, скорость перемещения детали относительно индуктора) 3. Выполнить электрический расчет индуктора (в том числе эквивалентное сопротивление индуктора, ток и напряжение на индукторе, емкость конденсаторной батареи колебательного контура) 4. По полученным данным выполнить электротепловой расчет индуктора с деталью в программе ComsolMultiphysics 5.Провести анализ результатов численного эксперимента для различных вариантов работы оборудования Анализ проводился методом математического моделирования с помощь программного обеспечения ComsolMultiphysics. В результате была проанализирована технология индукционного нагрева стальных труб перед изгибом.

The purpose of the work - Development of the technology of induction heating of a steel pipe with a diameter of 140 mm by carrying out calculations by the analytical and numerical method. Tasks: 1. Select the operating frequency of induction heating 2. Perform thermal calculation of the cylinder for heating (including calculating the power transmitted to the part, the speed of movement of the part relative to the inductor) 3. Perform electrical calculation of the inductor (including the equivalent resistance of the inductor, current and voltage at the inductor, the capacitance of the capacitor bank of the oscillatory circuit) 4. According to the data obtained, perform the electrothermal calculation of the inductor with the part in the ComsolMultiphysics program 5. To analyze the results of a numerical experiment for various equipment options The analysis was carried out by mathematical modeling using ComsolMultiphysics software. As a result, the technology of induction heating of steel pipes before bending was analyzed.

• Введение
• Глава 1. Анализ индукционного оборудования и современных технологий
  • 1.1 Краткие теоретические сведения
  • 1.2 Оборудование для индукционного нагрева
  • 1.2.1 Индуктор
  • 1.2.2 Конденсаторная батарея
  • 1.2.3 Измерительные приборы
  • 1.2.4 Высокочастотные трансформаторы и токопроводы
  • 1.2.5 Оборудование для подачи заготовок в индуктор и извлечения их после нагрева
  • 1.2.6 Автоматическое управление работой оборудования индукционного нагрева
  • 1.2.7 Источники питания
  • 1.3 Классификация индукционных нагревателей по режиму нагрева
  • Выводы по главе
• Глава 2. Расчет параметров системы индукционного нагрева трубной заготовки (анализ электромагнетических и тепловых процессов, происходящих при индукционном нагреве и методов приближенного расчета)
  • 2.1 Модель индукционной системы индуктор-деталь
  • 2.2 Законы и явления индукционного нагрева проводящих материалов
  • 2.2.1 Поверхностный эффект
  • 2.2.2 Эффект близости
  • 2.2.3 Кольцевой эффект
  • 2.2.4 Изменение свойств стали в процессе нагрева
  • 2.2.5 Распределение плотности тока в индуктирующем проводе и нагреваемой детали
  • 2.2.6 Влияние магнитопроводов на распределение тока в проводниках
  • 2.4. Результаты расчетов
• Глава 3. Разработка математической модели индукционного нагрева трубной заготовки с учетом её движения (анализ пакетов для численного моделирования инд.нагрева, геометрия расчетной области, выбор граничных условий, материал элементов конструкции)
  • 3.1. Описание программы COMSOL Multiphysics
  • 3.2 Создание модели
  • 3.3 Исходные данные
  • 3.4Построение геометрии
  • 3.5 Выбор материалов
  • 3.6Физика модели
  • 3.7Построение расчетной сетки
  • 3.8 Настройки вычисления
  • 3.9 Результаты моделирования
  • 3.10 Изменение параметров
  • 3.10.1 Расчеты для параметров:f = 1 кГц и I0 = 6528 А
  • 3.10.2 Расчеты для параметров:f= 10кГц и I0 = 3689 А
  • Выводы по главе
• Глава 4. Анализ результатов численного эксперимента для различных вариантов работы оборудования (влияние скорости движения заготовки, мощность индукционной системы и т.д.)
  • 4.1 Выбор оптимальной частоты
  • 4.2 Исследование влияния скорости движения заготовки
  • Выводы по главе
  • Заключение
• Приложение
• Список использованных источников