еплофізики, гідрогазодинаміки, акустики, оптимізації.
2. Розробка двомірної чисельної моделі індукційної системи для підігріву стиків труб
Чисельні двомірні моделі індукційних нагрівачів дозволяють всебічно дослідити процес нагріву, оцінити вплив різних чинників на температурне поле в нагрівається трубі, провести оптимізацію режимів роботи установок. Застосування моделей значно скорочує терміни проектування й налагодження нагрівачів. p align="justify"> У загальному випадку модель індукційного нагрівача повинна враховувати взаємний зв'язок електромагнітних і теплових процесів, тобто бути комбінованою.
Процес індукційного нагріву описується системою взаємопов'язаних рівнянь електромагнетизму і теплопровідності з нелінійними коефіцієнтами. Нелінійності в теплових рівняннях пов'язані із залежністю теплофізичних властивостей тіл і коефіцієнтів теплообміну від температури, а в електромагнітних - залежністю електрофізичних властивостей матеріалу від температури і напруженості електромагнітного поля. p align="justify"> Електромагнітні процеси в індукційній системі загального вигляду, що складається з провідної завантаження і индуктируется провідників, описується системою рівнянь
В В В В
де - напруженість електричного поля,
- напруженість магнітного поля,
- вектор щільності струмів,
- магнітна індукція,
- індукція електричного поля
- щільність вільних зарядів.
Електромагнітне поле визначає джерела теплоти, що створюють температурне поле. У свою чергу зі зміною температури змінюється питомий опір і магнітна проникність, падаюча до одиниці в точці Кюрі. Тобто зв'язок електромагнітного поля в системі з температурним полем обумовлена ​​залежністю питомого опору та магнітної проникності від температури. Оскільки температурна постійна часу системи на кілька порядків більше, ніж електромагнітна, залежність можна замінити кусково-постійною залежністю зазначених параметрів від часу і вирішувати електромагнітну завдання окремо від теплової в кожному з інтервалів сталості властивостей. p align="justify"> Аналогічно можна линеаризовать теплову задачу, в якій є нелінійності, зумовлені залежністю теплофізичних властивостей матеріалу і умов тепловіддачі від температури.
При відомих електромагнітних джерелах теплоти можна розрахувати розподіл температури. Теплова завдання може бути розділена на внутрішню і зовнішню. Зовнішня задача описує передачу теплової енергії поза нагріваються тел за рахунок теплопровідності, конвекції і випромінювання. p align="justify"> Внутрішня теплова задача описує процес теплопередачі всередині тіла, що нагрівається. Для непрозорих твердих тіл передача теплоти відбувається тільки за рахунок процесу теплопровідності, описуваного рівнянням теплопровідності (Фур'є)...
