QuickField

材料属性随温度变化的感应加热

钢坯感应加热过程中的温度分布,其电磁与热物性随温度发生显著变化。

工程问题

当坯料属性随温度变化时,如何计算感应加热过程?

解答

分阶段自动执行交流磁场与瞬态传热分析,每阶段依据已达到的温度更新坯料的电磁与热物性参数。

典型应用
  • 坯料感应加热
  • 纵向磁通加热炉
  • 居里点附近的加热系统
材料属性随温度变化的感应加热

仿真问题

问题类型
轴对称多物理场:交流磁场耦合瞬态传热
几何模型
由内向外为坯料、绝热材料、线圈、耐火材料,直径依次 Ø55 / Ø84 / Ø100 / Ø110 / Ø140 mm。
已知条件
  • 初始温度 25°C
  • 线圈线电流密度 700 A(有效值),每 1 cm 线圈长度;频率 8 kHz
  • 坯料密度 7860 kg/m³
  • 温度高于 760°C 时磁导率取 1.1
求解任务
计算感应加热过程中坯料内的温度分布。
求解过程

把坯料划分为若干区域(0.2 / 0.5 / 1 / 2 / 5 / 10 mm),各区分别采用与该区平均温度对应的 B-H 曲线表。

针对该几何模型建立交流磁场问题与瞬态传热问题。仿真时间段取得很短,使材料属性在该时间区间(称为一个「阶段」)内变化不大。

先求解交流磁场问题,再求解瞬态传热问题,把涡流损耗分布导入传热问题,算出第一阶段的温升。

随后由 Microsoft Excel VBA 脚本自动完成:读取本阶段末的温度分布,更新各区材料属性,进入下一阶段,如此循环。

计算结果

得到坯料在整个感应加热过程中的温度分布演化。

购买 QuickField

QuickField 的授权方式与报价,请联系我们。

联系我们