感应热水机组电热交换管路的研究

基于电磁感应加热原理的感应热水机组,将排列在通有中频电流的感应线圈内的金属管路加热,使强迫流过管路内的水介质吸收热量,实现电热交换。文中以100kW/2800Hz感应热水机组实验样机采用的电热交换管路为例,对其电-热过程,热-热水加热过程中的影响因素进行了分析,并对3种不同的电热交换管路进行了实验研究与比较,据此,提出感应热水机组电热交换管路设计的基本原则。     

连铸中间包钢液加热方式的模拟

研究采用模型实验法，以重庆特殊钢厂弧型连铸机、成都无缝钢管厂水平连铸机为原型，探索了中间包感应加热的温度场和升温效果，实验中使用了微机采集数据，并对数据进行系统的处理，在此基础上与电渣加热模型实验比较，结果表明：两种加热方法都可以提高中间包内的钢液温度，只是温度分布有所不同。模拟感应加热的热效率可达８０％，对结果进行了无量钢化处理，推算出热态中间包的温度分布。     

Inconel 718平面移动强化感应加热工艺的温度调控分析

针对平面感应加热工艺线圈磁场难以有效集中、回路空气阻抗过大、加热不均匀等困难,以航空应用较广的镍基高温合金Inconel 718为研究对象,开发了一种表面加热温度可精确调控的可移动平面强化感应加热工艺,并进行了电-磁-热场耦合转变机理以及加热温度的精确调控分析。基于Flux2D建立了该工艺的电-磁-热耦合有限元模型,分析了影响加热温度的主要工艺参数,并结合所搭建的实验平台进行了加热温度验证。此外,结合响应曲面法(RSM)建立了温度的预测控制模型,主要输入工艺参数为电流强度、频率、移动速度和表面冷却系数。进行了三组不同温度分布形态的调控实验分析,结果表明,基于RSM所建立的温度预测模型与实验的调控误差为20%,在可接受范围内。可以认为,通过合理调节该平面移动强化感应加热工艺参数,能够实现加热温度的预测和准确调控。     

航空碳纤维复材板电-磁-热多场联合仿真与分析

针对电磁涡流感应在实现碳纤维增强复合材料（CFRP）快速内部加热时内部多场问题尚缺少系统理论研究的情况,对航空碳纤维复材板进行了电-磁-热多场联合仿真与分析。首先,从CFRP的物理属性出发,分析其涡流热产生的物理原理;其次,设计不同叠层数目碳纤维复合材料,根据碳纤维复合板材电磁涡流形成规律,分析线圈输入功率/电压以及复材叠层数目对涡流热效应的影响;再次,使用电-磁-热联合多场有限元模型对感应加热过程中电磁涡流场和温度的分布情况进行仿真分析;最后,通过实验验证有限元模型计算结果。结果表明,涡流效应中碳纤维板可以产生呈闭环的感应电流,感应电流在碳纤维复材板上呈中间低、四周高的分布状态;在25 V的固定输入电压下,单层碳纤维板的热升温效应最明显,稳定温度约为141.4 ℃;随着输入功率/电压提升,双层碳纤维复合板材涡流热效应随之增大,达到热稳定所需时间也同步增加。通过电-磁-热联合多场有限元模型和验证实验,研究感应加热过程中电磁涡流场和温度的分布规律,对推动电磁涡流热效应在航空碳纤维复材感应焊接等领域的工程应用具有参考价值。     

螺旋翅片管轧制的中频感应加热数值模拟

在对钢管中频加热过程进行理论分析的基础上,从麦克斯韦方程组和导热微分方程出发,考虑了材料物理性能随温度变化对加热过程的影响,使用Ansys软件建立了钢管电磁-热耦合分析的有限元模型,对钢管中频感应加热问题进行了数值模拟计算. 计算结果中工件外表面温度与实测温度相差5.19%,吻合较好. 提出了感应透热深度的概念,并以此区分钢管内感应加热区域和热传导区域. 根据模拟结果讨论了钢管感应透热深度及温度分布的影响因素,并证明了双线圈感应加热工艺在工件温度分布、热效率及频率分配方面的合理性.     

直线导轨渐进感应淬火过程多物理场耦合分析

基于ANSYS软件构建了直线导轨渐进感应淬火过程的三维有限元模型,并对感应淬火过程进行了"电-磁-热-机"及相变过程的多物理场耦合分析.通过自主开发的用户子程序,基于非等温JMA方程计算导轨表面在感应加热过程中生成的奥氏体体积分数;基于K-M模型计算冷却过程中生成的马氏体体积分数;基于相变初应变模型计算感应淬火过程中由...     

基于响应曲面法的强化感应加热数值仿真

感应加热技术广泛应用于钢件的表面硬化处理等工艺。近年来,由磁介质材料制作而成的聚能器(MPB-MFC)的应用使得感应加热工艺具有了更高的能力和效率。然而这种新型感应加热工艺的机理研究以及精确控制性还有待提高,因此,对这种工艺过程的设计和优化进行数学建模以及有限元仿真研究非常有必要。该文研究了基于这种聚能器的强化感应加热过程中的能量传递机理,并对比分析了45号钢的强化感应加热实验以及有限元建模仿真研究。有限元模型综合考虑了电磁热的耦合问题以及材料的非线性磁-热特性因素。该有限元模型具有较高的准确性,仿真结果与实验结果达到了较好的吻合度。最后还通过响应曲面法(RSM)分析了影响温度精确性的工艺参数。     

发动机受热件热疲劳台架的感应加热特征

对发动机受热件加速热疲劳试验台架的感应加热特点进行计算分析,根据研究结果将感应加热热源简化为表面热流边界条件,建立了加热阶段零件内瞬态温度变化规律模型,借助于铸铁缸盖温度及其它试验数据的测试结果,对感应加热的加热热流密度,台架所能[达到的最大法向瞬态温度梯度等进行了计算分析,计算分析结果表明,通过选择适当的加热功率,该热疲劳台架能够实现发动机实际铸铁零件表面法向温度分布的模拟。     

钢板高频感应加热过程电磁-热耦合场分析

研究静止式钢板感应加热,基于COMSOL Multi-Physics软件开发了二维电磁热耦合数值模型,温度计算结果与实验结果吻合;并分析了感应加热过程中钢板的电磁场分布规律和温度场分布规律.感应器加装导磁体后使涡流产生的焦耳热集中分布于感应器正下方,提高了加热效率.最后,研究了感应加热工艺参数对温度的影响,即在其他加热参数相同的情况下,感应器加载电流、电流频率越高,钢板加热速度越快;感应器与钢板间距越大,钢板加热速度越慢.     

T0502016 中频感应热水炉

该项目是将中频感应加热技术应用于锅炉的一项发明专利产品。依据产品自身的结构形状、形位和机制，充分利用了电磁感应圆环、邻近、集肤三效应叠加，而且是迭次叠加原理。它以电为能源，但在加热过程中炉内不见红压，无燃烧过程：结构独特，水电分离，安全可靠，使用寿命长；加热速度快，热效率高达96％以上，内设增磁储能装置，蓄能效果好；炉内不结硬垢；无任何污染物排放；     

强对流间歇式炉热工特征的研究

针对使用高速燃烧器的间歇式热处理炉,进行了在高速气流循环下的炉内热交换机构与特征的试验研究,得到了传给堆料金属总热流、对流热流以及辐射热流随加热进程的变化规律。根据实验与计算结果,还揭示了金属辐射反向热流是强对流间歇式炉内不可避免的新型传热特征。     

连铸方坯感应站热过程温度分布模拟

随着连铸技术应用的不断扩展，连铸坯感应补偿加偿技术的优越性已充分显示。结合感应加热理论与传热学理论，建立了连铸方坯感应补热过程中截面温度分布的预测模型。模型可再现连铸方坯截面温度及其分布在补热过程中的变化情况，揭示了感应补热装置的频率、功率、坯料 运行速度及其最终截面温度分布之间的关系，对感应补热装置的研制有重要意义。     

感应加热在曲轴红套工艺中的应用

基于电磁感应加热及热传导理论,通过建立包含感应线圈、曲柄臂和空气体在内的三维有限元分析模型,借助ANSYS软件对曲柄臂在感应加热过程中的温度场分布规律及热变形情况进行数值仿真研究.结果表明,通过在凸臂孔内设置圆形线圈,并在位于主轴颈与凸柄销之间的曲臀外围设置矩形线圈,当两个线圈电流密度合理设置时,在一定感应加热时间内,...     

寒区隧道地源热泵加热系统埋管间距优化分析

为预防寒区隧道冻害问题,将地源热泵型供热系统应用于内蒙古博牙高速公路林场隧道中,用于对隧道洞口段衬砌和排水系统加热.采用有限元计算方法,首先通过对初始温度场的计算反演出岩体各项热物性参数,再以试验所得热交换管实际换热量作为模型中管壁的内边界条件进行热交换管的岩土热响应分析.计算结果显示,隧道内热交换管管壁温度及管间温度与现场试验结果能够很好地吻合,满足工程精度要求.利用验证后的有限元计算模型对热交换管间距进行优化,得到埋管最优间距为0.5～0.8m.     

蝶式感应加热中间包流场与升温特性

针对传统连铸设备中间包钢液入口与浇注口距离近无法安装感应加热装置的问题，设计出一种新型蝶式感应加热中间包，并建立三维非稳态磁-热-流耦合数学模型研究电磁场对蝶式中间包内流场和温度场的影响，得到感应加热功率与升温特性间的关系.结果表明，感应电流在中间包中形成闭合回路且主要集中在通道处.偏心电磁力使得钢液在通道内产生旋流并伴有较大切向速度，流出通道的钢液向浇注室上方运动.中间包过流量为2t/min时，无感应加热情况下出口温降为7K，而有感应加热情况下，当加热功率由600kW增至1000kW，出口温升由8K增至27K.     

连铸方坯感应补热过程温度分布模拟

随着连铸技术应用的不断扩展,连铸坯感应补偿加热技术的优越性已充分显示.结合感应加热理论与传热学理论,建立了连铸方坯感应补热过程中截面温度分布的预测模型.模型可再现连铸方坯截面温度及其分布在补热过程中的变化情况,揭示了感应补热装置的频率、功率、坯料运行速度及其最终截面温度分布之间的关系,对感应补热装置的研制有重要意义.     

沥青罐自动加热控制概述

沥青搅拌站原材料沥青的加热有各种方法,其中导热油加热沥青是采用导热油作为载热体的加热方法,是有机载热体加热的一种形式,近年来在我国得到普遍推广应用。导热油是一种导热性能良好的化学物质,在一种专用加热炉内加热导热油,然后用油泵将热导热油输送到待加热沥青罐内,通过热传导进行热交换加热沥青。经过热交换后的导热油再输送回到加热炉内加热再输出去,成为—个封闭的加热、放热循环系统。导热油加热沥青的方法与其他加热沥青的方法相比,全系统在常压下工作,设备不受压,运行安全可靠,工艺流程简单方便,生产效率高,加热成本低,劳动强度低,环境污染小,沥青受热均匀,不会损坏沥青的原有性能。因此,导热油加热是一项先进的加热技术,在我国得到广泛的应用。     

一种新型热交换装置的分析与计算

提出一种新型螺旋管状热交换装置的设计,并对该设计的几何结构进行了分析和计算。计算表明,该新型装置通过对加热长度的增加、加热时间的延长、加热面积的增大,能够有效地提高热交换效率,尽可能多的回收热能。而且在设置气体进出口和水的进出口时依照"逆流原理",使螺旋水管的高温水出口设置在热交换区的高温气体进口一端,这样使得废热能量的回收更稳定、更充分。     

钢材孔后水冷过程中的热交换系数

本介绍了用实验方法研究钢材轧后水冷过程中的热交换系数（ａ）和影响热交换系数的主要因素。本所采用的研究方法也适用于其他热交换过程，如连铸的二次水冷和钢材的热处理。     

对极型高温超导直流感应加热装置电磁优化

基于高温超导（High Temperature Superconductivity,HTS）直流感应加热技术加热质量好、加热效率高等优点,提出一种基于圆筒形多极直流电机结构的对极铁芯高温超导直流感应加热装置.首先,针对加热装置气隙磁场与铝棒温升特性,采用麦克斯韦方程组与法拉第电磁感应定律,并结合固体热传导方程,建立铝棒加热过程数值模型;其次,兼顾加热装置环形铁芯与直流电机多极结构模式,构建4极与2极电磁模型与热模型;再次,针对铝棒电导率、转速以及长度对铝棒加热过程的影响,利用对极加热装置电磁热模型,研究铝棒内涡流与加热功率的变化过程;最后,针对加热区域磁场强度不足的问题,基于直流电机极靴长度对气隙磁场大小的影响,提出极靴结构改善气隙磁场模型.研究结果表明：2极铁芯结构下铝棒最大磁通密度高于4极结构0.16 T,铝棒最大温度高于4极结构54 K;铝棒内涡流密度和加热功率与铝棒电导率、长度以及转速呈正相关性;极靴结构提高了铝棒磁通密度0.11 T,铝棒温度提升了4.2℃.