Details

Title: Разработка индукционной системы нагрева стальных трубных заготовок диаметром 140 мм перед пластической деформацией: выпускная квалификационная работа магистра: направление 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника» ; образовательная программа 13.04.02_18 «Системы электрооборудования предприятий, организаций и учреждений»
Creators: Овчарук Антон Сергеевич
Scientific adviser: Юшин Борис Альбертович
Other creators: Бельский Родион Артемович; Иванов Дмитрий Владимирович
Organization: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт энергетики
Imprint: Санкт-Петербург, 2020
Collection: Выпускные квалификационные работы; Общая коллекция
Subjects: индукционный нагрев; модулирование индукционного нагрева; гибка труб; нагрев перед изгибом; Comsol Multiphysics; induction heating; modulation of induction heating; flexible pipes; heating before bending
Document type: Master graduation qualification work
File type: PDF
Language: Russian
Level of education: Master
Speciality code (FGOS): 13.04.02
Speciality group (FGOS): 130000 - Электро- и теплоэнергетика
Links: Отзыв руководителя; Рецензия; Отчет о проверке на объем и корректность внешних заимствований
DOI: 10.18720/SPBPU/3/2020/vr/vr20-3608
Rights: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать, копирование)
Record key: ru\spstu\vkr\8542

Allowed Actions:

Action 'Read' will be available if you login or access site from another network Action 'Download' will be available if you login or access site from another network

Group: Anonymous

Network: Internet

Annotation

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.

Document access rights

Network User group Action
ILC SPbPU Local Network All Read Print Download
External organizations N2 All Read
External organizations N1 All
Internet Authorized users SPbPU Read Print Download
Internet Authorized users (not from SPbPU, N2) Read
Internet Authorized users (not from SPbPU, N1)
-> Internet Anonymous

Table of Contents

  • 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

Usage statistics

stat Access count: 7
Last 30 days: 0
Detailed usage statistics