永磁感應(yīng)加熱器主要用于鋁棒在擠壓前的預(yù)熱,具有能耗低、能效高、加熱均勻、清潔環(huán)保等一系列優(yōu)點(diǎn),在近幾年得到了快速的發(fā)展。采用永磁感應(yīng)的加熱方法加熱鋁棒,可以在鋁棒長度方向上形成溫度梯度,同時由于電流的趨膚效應(yīng),鋁棒徑向可以形成溫度梯度,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鋁棒的等溫?cái)D壓,有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。本文提出一種新型組合加熱方法,同時設(shè)計(jì)一款新型永磁感應(yīng)加熱器,在保證永磁感應(yīng)加熱以上優(yōu)點(diǎn)的同時,提高其加熱速度,從而提高其生產(chǎn)效率,以適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)。本文主要工作如下:（1）設(shè)計(jì)永磁感應(yīng)加熱器。首先對工業(yè)上的兩款典型感應(yīng)加熱器進(jìn)行分析,根據(jù)所選鋁棒規(guī)格,以及相關(guān)參數(shù),設(shè)計(jì)XWTMM永磁感應(yīng)加熱器,分析XWTMM永磁感應(yīng)加熱器的可行性和優(yōu)越性。在此基礎(chǔ)上,提出組合加熱的方法,先進(jìn)行感應(yīng)加熱預(yù)熱,然后進(jìn)行永磁感應(yīng)加熱,提高鋁棒的加熱的效率。（2）建立永磁感應(yīng)加熱器電磁場和溫度場模型。應(yīng)用電磁學(xué)和傳熱學(xué)基本理論,分別建立永磁感應(yīng)加熱電磁場以及溫度場的有限元模型。同時對永磁加熱COMSOL數(shù)值模擬進(jìn)行概述。（3）采用COMSOL分析永磁感應(yīng)加熱過程及結(jié)果。首先建立永磁感應(yīng)加熱器實(shí)體模型,并對實(shí)體模型進(jìn)行基本定義、網(wǎng)格劃... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

感應(yīng)加熱原理圖[14]

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文4源相連，電源為超導(dǎo)線圈提供交變電流，流過超導(dǎo)線圈的交變電流產(chǎn)生交變磁場，鋁棒表面感應(yīng)出渦流，從而加熱鋁棒，使得鋁棒溫度升高[16]。傳統(tǒng)的感應(yīng)加熱方法，線圈中會產(chǎn)生大量熱量，需要用水對線圈進(jìn)行冷卻，導(dǎo)致熱量損耗較多，因此，整體的能源效率相當(dāng)?shù)停瑑H有40%～60%。然而，超導(dǎo)線圈感應(yīng)加熱鋁棒，不需用冷卻水冷卻線圈，從而大大提高了超導(dǎo)線圈感應(yīng)加熱的能源利用率。但是，超導(dǎo)線圈本身成本以及將超導(dǎo)線圈保持在低溫恒溫器，成本相對較高，限制了其進(jìn)一步推廣使用。圖1-2超導(dǎo)線圈感應(yīng)加熱原理圖[17]1.2.2永磁感應(yīng)加熱器的加熱方式永磁感應(yīng)加熱是利用電機(jī)帶動嵌有永磁體的滾筒亦或圓盤高速旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生變化的磁場，導(dǎo)體固定或者在磁場中運(yùn)動，從而在導(dǎo)體中產(chǎn)生渦流，并對導(dǎo)體進(jìn)行加熱。2005年，日本學(xué)者TakashiWatababe提出了一種新型永磁感應(yīng)加熱裝置。圖中，滾筒上嵌有N極和S極交替分布的永磁體，滾筒在電機(jī)的帶動下高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生變化的磁場，導(dǎo)電圓筒通過電機(jī)帶動也繞其軸線低速旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)電圓筒中感應(yīng)出渦流，逐漸加熱圓筒中的粉末。圖1-3TakashiWatababe提出的永磁感應(yīng)加熱器模型示意圖[5]2011年，意大利FabrizioDughiero教授提出一種多轉(zhuǎn)子永磁感應(yīng)加熱器。該加熱器加熱速度快，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高和能源利用率高，能準(zhǔn)確控鋁棒長度方向的溫度梯度，從而實(shí)現(xiàn)等溫?cái)D壓。

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文4源相連，電源為超導(dǎo)線圈提供交變電流，流過超導(dǎo)線圈的交變電流產(chǎn)生交變磁場，鋁棒表面感應(yīng)出渦流，從而加熱鋁棒，使得鋁棒溫度升高[16]。傳統(tǒng)的感應(yīng)加熱方法，線圈中會產(chǎn)生大量熱量，需要用水對線圈進(jìn)行冷卻，導(dǎo)致熱量損耗較多，因此，整體的能源效率相當(dāng)?shù)�，僅有40%～60%。然而，超導(dǎo)線圈感應(yīng)加熱鋁棒，不需用冷卻水冷卻線圈，從而大大提高了超導(dǎo)線圈感應(yīng)加熱的能源利用率。但是，超導(dǎo)線圈本身成本以及將超導(dǎo)線圈保持在低溫恒溫器，成本相對較高，限制了其進(jìn)一步推廣使用。圖1-2超導(dǎo)線圈感應(yīng)加熱原理圖[17]1.2.2永磁感應(yīng)加熱器的加熱方式永磁感應(yīng)加熱是利用電機(jī)帶動嵌有永磁體的滾筒亦或圓盤高速旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生變化的磁場，導(dǎo)體固定或者在磁場中運(yùn)動，從而在導(dǎo)體中產(chǎn)生渦流，并對導(dǎo)體進(jìn)行加熱。2005年，日本學(xué)者TakashiWatababe提出了一種新型永磁感應(yīng)加熱裝置。圖中，滾筒上嵌有N極和S極交替分布的永磁體，滾筒在電機(jī)的帶動下高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生變化的磁場，導(dǎo)電圓筒通過電機(jī)帶動也繞其軸線低速旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)電圓筒中感應(yīng)出渦流，逐漸加熱圓筒中的粉末。圖1-3TakashiWatababe提出的永磁感應(yīng)加熱器模型示意圖[5]2011年，意大利FabrizioDughiero教授提出一種多轉(zhuǎn)子永磁感應(yīng)加熱器。該加熱器加熱速度快，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高和能源利用率高，能準(zhǔn)確控鋁棒長度方向的溫度梯度，從而實(shí)現(xiàn)等溫?cái)D壓。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]感應(yīng)加熱溫度場的數(shù)值模擬[D]. 張?jiān)录t.江南大學(xué) 2008



本文編號：3437587