Ключові слова
electromagnetic processes
thermal processes
phase transition at melting of workpiece
multiphysics circuit
computer modeling индукционная канальная печь
электромагнитные процессы
тепловые процессы
фазовый переход при плавлении заготовки
мультифизическая цепь
компьютерное моделирование
Як цитувати
Анотація
Проведено мультифизическое моделирование длительно протекающих (десятки часов), разномасштабных по времени электромагнитных и тепловых переходных процессов в индукционной канальной печи, используемой в технологии получения медной катанки. В основу реализации моделирования положены связанные между собой нелинейные электрическая и тепловая эквивалентные цепи, учитывающие такие факторы, как зависимость электропроводности и теплоемкости нагреваемого медного шаблона от температуры, наличие фазового перехода при его нагреве до температуры выше температуры плавления, периодическая загрузка холодных медных катодов в зону расплава и непрерывное литье медных заготовок. Показано, что протекающие при этом динамические процессы тепло- и массопереноса могут моделироваться эквивалентной тепловой цепью с нелинейными и коммутируемыми емкостями. Компьютерная реализация метода выполняется в программеMatlab/Simulink/SPS. Для снижения затрат компьютерного времени предложен и реализован подход искусственного уменьшения частоты источника электропитания с одновременным пропорциональным увеличением всех индуктивностей в эквивалентной электрической цепи. Приведенные результаты тепловых расчетов позволяют выбирать рациональные технологические режимы и параметры установки. Библ. 12, рис. 7.
Посилання
Vainberg A.M. Induction melting furnaces. – Мoskva: Energiia, 1967. – 416 p. (Rus)
Zolotarev V.M., Bilianin R.V., Podoltsev A.D. Analysis of electromagnetic processes in induction furnace // Pratsi Instytutu Elektrodynamiky Natsionalnoi Akademii Nauk Ukrainy. – 2016. – No 44. – Pp. 110–115. (Rus)
Zolotarev V.M., Shcherba M.А., Zolotarev V.V,. Bilianin R.V. 3D Modeling of electromagnetic and thermal processes of copper template taking into account the design of the installation elements // Tekhnichna Elektrodynamika. – 2017. – No 3. – Pp. 13–21. (Rus)
Podoltsev O.D., Kucheriava I.M. Multiphysics modeling in electrical engineering. – Кyiv: Instytut Elektrodynamiky Natsionalnoi Akademii Nauk Ukrainy, 2015. – 305 p. (Rus)
Samarskii А.А., Moiseeenko V.D. Economic scheme of through calculation for multidimensional Stephan problems // Jurnal vychislitelnoi matematiki i matematicheskoi fiziki. – 1965. – Vol. 5. – No 5. – Pp. 816–827. (Rus)
Sipailov G.А. Thermal, hydraulic and aerodynamic calculations in electric machines. – Moskva: Visshaia shkola, 1989. – 239 p. (Rus)
Stolovich N.N., Minitskaia N.S. Temperature dependences of thermophysical properties of some metals. – Minsk: Nauka i tekhnika, 1975. – 160 p. (Rus)
Fomin N.I., Zatulovskii L.М. Electric furnaces and induction heating installations. – Moskva: Metallurgiia, 1979. – 247 p. (Rus)
Shcherba A.А., Podoltsev O.D., Kucheriava I.M., Ushakov V.I. Computer modeling of electrothermal processes and thermomechanical stress at induction heating of moving copper ingots // Tekhnichna Elektrodynamika. – 2013. – No 2. – Pp. 10–18.
Comsol Multiphysics. – http://www.comsol.com .
Rantanen M. The 'UPCAST' method of producing copper wire // Wire industry. – 1976. – No 511. – Pp. 565–567.
UPCAST Products –Available at: http://www.upcast.com/rus/upcast-products.html (Accessed 20.02.2017)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Авторське право (c) 2022 Array