本文關(guān)鍵詞：三維渦流—溫度耦合場的有限元分析與應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 有限元法 渦流場 溫度場 感應(yīng)加熱電飯煲 磁條

【摘要】：工程中三維渦流·溫度耦合場的分析一直是個復(fù)雜問題,隨著有限元分析方法在工程問題中得到廣泛應(yīng)用,本文以1300W感應(yīng)加熱電飯煲為應(yīng)用對象,利用有限元分析方法對其三維渦流-溫度耦合場進行了研究,內(nèi)容包括樣機渦流場分析、渦流場、溫度場耦合過程分析及溫度場分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、集膚效應(yīng)的計算以及漏磁的計算等。首先在麥克斯韋方程組的基礎(chǔ)上建立了適合感應(yīng)加熱過程中渦流場、溫度場求解的數(shù)學(xué)模型及其邊界條件。接著,對樣機的結(jié)構(gòu)和原理進行了分析,在Ansoft軟件中,建立樣機三維渦流場有限元模型,詳細分析了樣機中磁密分布、電渦流分布、渦流功率分布。然后對樣機進行參數(shù)化分析,計算比較了各個結(jié)構(gòu)參數(shù)對樣機性能所產(chǎn)生的影響。隨后,針對高頻加熱中存在的集膚效應(yīng)問題,采用理論計算與有限元分析兩種方法,驗證了有限元分析方法的正確性。以渦流場計算結(jié)果為載荷,利用Ansoft軟件與Ansys workbench軟件耦合仿真,實現(xiàn)渦流場和溫度場的耦合。通過將溫度場計算結(jié)果與測試數(shù)據(jù)比較,驗證了耦合仿真的準確性。最后,根據(jù)電磁場基礎(chǔ)理論,對樣機的磁條結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計,計算比較了新結(jié)構(gòu)樣機的渦流輸出功率和效率值。針對感應(yīng)加熱電飯煲存在的輻射問題,對其外部的漏磁大小進行了計算。同時還對磁條的飽和程度進行了分析計算。通過有限元法對感應(yīng)加熱系統(tǒng)中三維渦流-溫度耦合場的仿真分析,為其他工程問題中的渦流場、溫度場的計算分析提供了參考。
【關(guān)鍵詞】：有限元法 渦流場 溫度場 感應(yīng)加熱電飯煲 磁條
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM924.01
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 有限元法及其工程應(yīng)用的概述15-16
• 1.2 本文研究的課題背景及其意義16-19
• 1.2.1 感應(yīng)加熱電飯煲的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢16-18
• 1.2.2 感應(yīng)加熱原理分析18-19
• 1.3 本文完成的主要工作內(nèi)容19-21
• 第二章 感應(yīng)加熱有限元計算的物理基礎(chǔ)21-34
• 2.1 渦流場有限元數(shù)學(xué)模型21-28
• 2.1.1 A,Φ-A法來表述三維渦流場數(shù)學(xué)模型21-25
• 2.1.2 矢量電位和標量磁位T,ψ-ψ法25-27
• 2.1.3 邊界條件27-28
• 2.2 溫度場有限元數(shù)學(xué)模型28-33
• 2.2.1 熱傳導(dǎo)的數(shù)學(xué)模型29-30
• 2.2.2 邊界條件30-31
• 2.2.3 感應(yīng)加熱溫度場分布的計算方法31-33
• 2.3 小結(jié)33-34
• 第三章 感應(yīng)加熱電飯煲渦流場仿真實例34-49
• 3.1 樣機參數(shù)34-36
• 3.2 材料屬性36-37
• 3.3 感應(yīng)加熱電飯煲測試試驗37-40
• 3.3.1 樣機工作時的加熱方式38-39
• 3.3.2 線圈兩端的電壓、電流值39-40
• 3.4 感應(yīng)加熱渦流場的分析40-46
• 3.4.1 導(dǎo)體中渦流場分析40-43
• 3.4.2 相關(guān)參數(shù)對渦流輸出功率的影響43-46
• 3.5 導(dǎo)體集膚效應(yīng)與透入深度的計算46-48
• 3.5.1 理論計算46-47
• 3.5.2 仿真計算47-48
• 3.6 小結(jié)48-49
• 第四章 渦流場、溫度場耦合仿真分析49-58
• 4.1 網(wǎng)格劃分及物性參數(shù)49-50
• 4.2 鍋體的溫度分布50-53
• 4.3 水的溫度分布53-56
• 4.4 多級線圈加熱的渦流場分布56-57
• 4.5 小結(jié)57-58
• 第五章 高功率感應(yīng)加熱電飯煲設(shè)計58-69
• 5.1 感應(yīng)加熱系統(tǒng)的效率計算58-59
• 5.1.1 熱傳導(dǎo)過程58
• 5.1.2 輻射傳熱過程58-59
• 5.1.3 對流傳熱過程59
• 5.1.4 感應(yīng)加熱系統(tǒng)本身的熱量損耗59
• 5.2 感應(yīng)加熱電飯煲的結(jié)構(gòu)優(yōu)化59-64
• 5.2.1 導(dǎo)體中磁密的分析與計算59-61
• 5.2.2 新型結(jié)構(gòu)樣機的性能分析61-64
• 5.2.3 對控制電路的屏蔽保護64
• 5.3 磁場泄露分析64-67
• 5.4 鐵氧體磁條的磁密飽和程度67-68
• 5.5 小結(jié)68-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 參考文獻71-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況74

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 江波,王云昌;遠場多頻渦流技術(shù)在金屬探傷中的應(yīng)用[J];江西電力;2004年03期

2 張忠龍;;關(guān)子艦船渦流磁場的幾個問題[J];海軍工程學(xué)院學(xué)報;1983年01期

3 劉德鎮(zhèn),劉瑛,魏星,程素娟;遠場渦流技術(shù)及國內(nèi)外進展[J];山東工業(yè)大學(xué)學(xué)報;1998年02期

4 宋鵬;雷濵;許沂;劉新芹;趙林博;;渦流C掃描在鈦合金SPF/DB結(jié)構(gòu)檢測中的實驗研究[J];航空制造技術(shù);2012年08期

5 伊立言 ,徐志懷;在矩形薄板內(nèi)感應(yīng)電磁渦流場的分析與計算——電磁渦流技術(shù)應(yīng)用研究之二[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報;1980年03期

6 劉洪清;黃松嶺;陸文娟;;大口徑管道遠場渦流缺陷檢測仿真建模[J];無損檢測;2008年04期

7 鄭勤紅,解福瑤,楊志坤,李景天,趙海龍,盛劍霓;用二階矢量位計算三維渦流問題的多極理論[J];中國電機工程學(xué)報;1997年05期

8 徐可北;第四專題 渦流法測量鋁合金電導(dǎo)率[J];無損檢測;1996年04期

9 孫曉云,路燦,袁斌,盛劍霓;渦流無損檢測中的定量分析[J];無損檢測;2000年05期

10 唐任遠;吳東陽;謝德馨;;單元級別并行有限元法求解工程渦流場的關(guān)鍵問題研究[J];電工技術(shù)學(xué)報;2014年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉海峰;何仁洋;孟濤;魯新如;張智;;低頻導(dǎo)波與遠場渦流組合技術(shù)在工業(yè)管道管體腐蝕缺陷檢測中的應(yīng)用研究[A];壓力管道技術(shù)研究進展精選集——第四屆全國管道技術(shù)學(xué)術(shù)會議[C];2010年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 金亮;渦流激勵聲發(fā)射在金屬板裂紋檢測中的應(yīng)用研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2011年

2 張玉華;基于場—路耦合模型的渦流探頭設(shè)計及提離干擾抑制方法研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 李新泉;大功率永磁渦流調(diào)速器的溫度場及冷卻系統(tǒng)的研究[D];南京理工大學(xué);2016年

2 儲國良;三維渦流—溫度耦合場的有限元分析與應(yīng)用[D];合肥工業(yè)大學(xué);2016年

3 耿艷勝;遠場渦流套管無損檢測仿真研究[D];中國石油大學(xué);2011年

4 張建海;多層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的渦流無損檢測評價解析法研究[D];吉林大學(xué);2011年

5 田漢;軸流式渦流管結(jié)構(gòu)設(shè)計和數(shù)值模擬[D];太原科技大學(xué);2009年

6 劉元柱;三維渦流場有限元分析與應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2007年

，

本文編號：623010