Статья
| Наименование | Модель процесса индукционного нагрева неподвижной медной заготовки | ||||
| Авторы |
|
||||
| Раздел | Металлургия и материаловедение | ||||
| Год | 2023 | Выпуск | 73 | Страницы | 56 - 61 |
| УДК | 669.046.4:621.365.5 | EDN | CIUMKE | ||
| Аннотация | Показано, что в модели тепловых процессов индукционного нагрева цилиндрическая медная заготовка может быть представлена как система четырех тел. Разработана методика определения параметров линейной упрощенной тепловой модели в пространстве состояний. Процессы изменения температуры заготовки, полученные на упрощенной модели, с достаточной точностью совпадают с процессами, полученными на конечно-элементной модели, реализованной в мультифизическом пакете программ Comsol. | ||||
| Реферат | Цель. Определение математического описания процессов индукционного нагрева неподвижной цилиндрической заготовки в виде системы линейных дифференциальных уравнений.
Методика. Разработана конечно-элементная пространственно-временная модель тепловых процессов системы «индуктор — заготовка» и получены процессы изменения температур в четырех наиболее показательных точках заготовки. На основе данных изменения температуры с использованием метода наименьших квадратов определены коэффициенты линейной модели. Произведено сравнение процессов в конечно-элементной модели и линейной модели с найденными параметрами при различных мощностях нагрева. Результаты. Доказано, что тепловые процессы индукционного нагрева в системе «цилиндрическая заготовка — индуктор» с достаточной точностью могут быть описаны системой линейных дифференциальных уравнений в пространстве состояний при упрощенном представлении заготовки в виде четырех обменивающихся теплом тел. Разработана методика определения параметров линейной тепловой модели и оформлена в виде программного кода в пакете MATLAB. Научная новизна. В работе на базе метода наименьших квадратов предложена методика определения коэффициентов линейной системы дифференциальных уравнений заданного вида — с требуемой конфигурацией матрицы состояния. Практическая значимость. Разработанная линейная модель процессов нагрева может применяться для разработки программы зонного индукционного нагрева и синтеза управлений. На базе линейной модели может быть построен наблюдатель процессов изменения температуры в реальных нагревательных комплексах. |
||||
| Ключевые слова | индукционный нагрев, индуктор, пространственно-временная модель, заготовка, линейная модель в пространстве состояний. | ||||
| Финансирование | |||||
| Полный текст |
|
||||