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

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。



