Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Электротехнология

Диссертационная работа:

Каримов Дамир Айдарович. Исследование и проектирование вибростойкой конструкции индукторов прямоугольной формы : Дис. ... канд. техн. наук : 05.09.10 : Самара, 2004 113 c. РГБ ОД, 61:04-5/2714

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 3

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 8

  1. Особенности индукционного нагрева тел прямоугольной формы 8

  2. Содержательная постановка задачи исследования 16

  3. Выводы по главе 18

2. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ И ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В
СИСТЕМЕ "ИНДУКТОР-ЗАГОТОВКА" 19

  1. Идентификация задачи и выбор метода решения 19

  2. Электромагнитные процессы в системе прямоугольного индуктора и заготовки 23

  3. Электродинамический расчет индуктора 34

  4. Выводы по главе 40

3. ОПТИМАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВИБРОСТОЙКОГО
ИНДУКТОРА 41

  1. Особенности динамического расчета прямоугольных индукторов. 41

  2. Нормирование шума и вибро акустическая защита индукционных нагревателей 46

  3. Расчет вибрационных характеристик индуктора 52

  1. Расчет акустических характеристик индуктора 56

  2. Задачи оптимального проектирования конструкций индукционных нагревателей прямоугольного сечения 59

  1. Оптимизация оболочки индуктора 60

  2. Упрощенная методика расчета виброакустических параметров индуктора. 70

3.5. Выводы по главе 73

4. МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВИБРОЗАЩИЩЕННЫХ
ИНДУКТОРОВ 74

  1. Алгоритм оптимального проектирования виброзащищенных индукторов 74

  2. Вариант вибростойкого индуктора .....76

  3. Выводы по главе 97

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 98

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 100

ПРИЛОЖЕНИЕ 111

Введение к работе:

Актуальность проблемы. Современное развитие ведущих отраслей тяжелой промышленности неразрывно связано с возрастающим применением электротермических процессов и установок. Переход на электронагрев, при правильном его применении, как правило, позволяет экономить первичное сырье и энергию, сокращать трудоемкость производства и эффективно решать экономические проблемы. К преимуществам электротермических установок, и в частности индукционных, следует также отнести высокий КПД, экономичное использование деформирующего оборудования, гибкость в управлении и высокий уровень автоматизации.

Однако, на пути реализации преимуществ индукционного метода нагрева крупногабаритных тел прямоугольного сечения (в первую очередь слябов и блюмов), возникает ряд принципиальных проблем и трудностей, которые препятствуют внедрению данной технологии в металлургическое производство. Сюда, прежде всего, относятся проблемы обеспечения заданной равномерности и качества нагрева, снижение расхода электроэнергии, получение высоких эксплуатационных характеристик. Многие из перечисленных проблем нашли свое отражение в многочисленных научных публикациях в нашей стране и за рубежом.

Наиболее острой остается проблема надежности индукторов, связанная с задачей разработки вибропрочного и малошумного технологического оборудования, остается практически не решенной. Слабая изученность электродинамических и виброакустических процессов в системах индукционного нагрева слитков прямоугольного сечения, отсутствие эффективных методов динамического расчета индукторов становится сдерживающим фактором при их проектировании и промышленном освоении, требует длительных, трудоемких и дорогостоящих натурных испытаний и экспериментов.

Если в плавильных печах электродинамические силы могут улучшить перемешивание жидкого металла, то при индукционном нагреве под деформа-

4 цию механическое проявление электромагнитной энергии играет резко отрицательную роль, так как возникает проблема устойчивости конструкций индукторов против вибраций, возникающих под действием электродинамических сил. Особенно остро эта проблема проявляется при индукционном нагреве прямоугольных тел, в частности, крупных слябов на промышленной частоте, когда необходимо принимать во внимание малую устойчивость прямолинейных участков обмотки индуктора, так как в индукторах для нагрева цилиндрических заготовок отсутствуют условия для возникновения значительных вибраций (круглое поперечное сечение обладает большой естественной жесткостью). Причем суть проблемы представляет не механическая прочность медной трубки индуктора, поскольку возникающие напряжения изгиба гораздо меньше допустимых для меди, а сильная вибрация и сопровождающий ее шум, которые, если не принимать специальных мер, значительно превышают санитарные нормы для производственных помещений.

Поэтому, несомненно, актуальными и своевременными являются вопросы:

разработки методов расчета электродинамических и виброакустических характеристик устройств индукционного нагрева крупногабаритных слитков прямоугольного сечения;

разработки эффективных алгоритмов оптимального проектирования нагревателей в аспекте их виброакустической защиты;

разработки рекомендаций и предложений, которые можно использовать уже на стадии проектирования индукционных установок.

Поставленные выше задачи решаются в диссертационной работе применительно к индукционному нагреву немагнитных слитков на промышленной частоте, поскольку именно для данного типа установок вопросы изучения электродинамических и виброакустических процессов являются наиболее актуальными.

Цель и задачи исследования. Основной целью работы являются создание индукционных установок, обладающих оптимальными виброакустиче-

5 скими характеристиками в стационарных режимах работы без снижения их энерготехнологических характеристик, а также разработка и техническая реализация оптимальных алгоритмов и систем вибро и шумогашения.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решаются следующие задачи:

разработка алгоритмов пространственного распределения дифференциальных характеристик электромагнитного поля и векторов электродинамических усилий в системе "индукционная нагревательная установка - нагреваемая заготовка";

моделирование динамического поведения индуктора под действием распределенных ЭДУ;

разработка и исследование задачи оптимизации внешней оболочки индуктора по критериям максимальной жесткости и минимальной массы.

Решение перечисленных выше проблем в совокупности составляет основное содержание диссертации, выполненной автором в Самарском государственном техническом университете.

Научная новизна.

В диссертационной работе получены следующие основные научные результаты:

трехмерная аналитическая математическая модель электродинамических процессов в системе "индуктор-заготовка";

численная и аналитическая математические модели прямоугольного индуктора как механической системы;

алгоритм оптимизации виброзащитной оболочки ИНУ.

Практическая полезность работы. Результаты, полученные в диссертации, использованы для разработки конструктивных параметров индукционных нагревателей, обеспечивающих минимум виброактивности и шумоизлу-чения при работе в стационарных режимах нагрева немагнитных металлов прямоугольной формы.

Полученные результаты доведены до уровня инженерных оценок, критериев и методик, пригодных для непосредственного использования в практических целях. Разработан комплекс программ для расчета электродинамических параметров в системе "индуктор-заготовка", конструктивной оптимизации оболочки индуктора, обеспечивающей минимальное шумоизлучение при минимальном весе.

Методика электродинамических расчетов при проектировании индукторов используется «Российской электротехнологической компанией» (РЭЛ-ТЭК), г. Екатеринбург.

Результаты исследования внедрены в учебный процесс по подготовке инженеров по специальности 18.05 «Электротехнологические установки и системы».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались в ряде научно-технических конференций, в том числе; на седьмой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" (МЭИ, Москва, 2001), всероссийской научной конференции молодых ученых "Наука, технология, инновации" (Новосибирск, 2003), международной конференции «Актуальные проблемы надежности технологических, энергетических и транспортных машин» (Самара 2003).

Публикации.. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на ПО страницах, содержащих 56 рисунков и 5 таблиц, список литературы, включающий 114 наименований, и приложение.

Основные положения выносимые на защиту:

математическая модель электромагнитного поля в объеме прямоугольного индуктора;

математическая модель электродинамических взаимодействий в системе "индуктор-металл" прямоугольной формы;

математическая модель виброакустических параметров индукторов прямоугольной формы;

метод оптимального проектирования (ОП) виброзащищенных прямоугольных индукторов.

Подобные работы
Галунин Сергей Александрович
Моделирование, исследование и оптимальное проектирование индукционных нагревателей ленты в поперечном магнитном поле
Дианов Андрей Игоревич
Разработка методик расчета, конструкции и режимов работы индукционно-резистивных нагревательных устройств со стержневыми индукторами
Ю Сун Чул
Проектирование и исследование конструкции горизонтального оперения гражданского транспортного самолета
Кулинич Константин Валерьевич
Исследование и проектирование оптимальных параметров анкер-инъекторных конструкций в подземных сооружениях
Якивчук Елена Евгеньевна
Исследование и разработка методов моделирования напряженно-деформированного состояния конструкций в системах автоматизации проектирования
Ильичев Валентин Афанасьевич
Исследование влияния формы сильфонов на долговечность.
Расулов Теймур Джамил оглы
Исследование рациональной формы русла ирригационных каналов
Шабурова Наталья Николаевна
Моделирование системы информационного обеспечения современных форм научных исследований в академическом научно-исследовательском институте
Денисов Михаил Иванович
Разработка составов керамических суспензий и исследование свойств оболочковых форм для литья по выплавляемым моделям на основе металлофосфатных связующих композиций
Семенова Любовь Германовна
Исследование и модификация формы колодок для производства обуви расширенного полнотного ассортимента

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net