Мультифизическое моделирование процессов индукционного нагрева и плавления проводящих заготовок с концентратором магнитного потока

Abstract

Проведено компьютерное моделирование связанных электромагнитного, теплового и гидродинамического процессов в установке индукционного нагрева и плавления металлов с концентратором магнитного потока с учетом неравномерности распределения плотности тока в массивных витках индуктора и в концентраторе в широком диапазоне изменения частоты (1—150 кГц). Показано, что для получения высокого КПД при нагревании металлов с высокой электропроводностью частота тока в индукторе должна быть не менее 20—25 кГц.

Проведено комп’ютерне моделювання зв’язаних електромагнітного, теплового та гідродинамічного процесів в установці індукційного нагріву і плавлення металів з концентратором магнітного потоку з урахуванням нерівномірності розподілення густини струму в масивних витках індуктора та в концентраторі в широкому діапазоні змінення частоти (1—150 кГц). Показано, що для досягнення високого ККД при нагріванні металів з високою електропровідністю частота струму в індукторі повинна бути не менше 20—25 кГц.

The computer modeling of coupled electromagnetic, thermal and hydrodynamic processes at the induction heating and melting of metals with the use of magnetic flux concentrator is carried out. The non-uniform current density distributions in solid windings of the inductor and the concentrator are taken into account within the wide frequency range (1—150 kHz). It is shown that the current frequency of inductor should not be less than 20—25 kHz in order to provide high efficiency for heating of metals with high conductivity.