Результаты и обсуждения.

3.1 Одномерный расчет.

Первый пример нагрева 1-D, имеет потери на излучение с наружной заготовки во время пребывания между катушками № 1 и № 2, и между катушками № 2 и №3, как показано на рис.1. Расчетная область для анализа 1-D включает в себя заготовку, катушки и воздушный зазор как в «виде области 2-D», показанном на рис. 2. Только граничные условия изменяются с течением времени.

Численные расчеты проведены для физических размеров, показанных в таблице 1, и электромагнитно-тепловые свойства, которые зависят от температуры [22], как показано на рис. 4. Таблица 2 также показывает химический состав заготовки, используемой в этом расчете. Как указано выше, граничные условия

и отмеченный сеткой участок для численного анализа показаны на рис.2.

Круглую заготовку с параметрами, указанными в таблице, нагревали внутри индуктора в 93 витка (длина 475 мм, шаг 2 мм) и смоделировали в виде эквивалентной прямоугольной формы 27 х 475 мм. Скорость движения заготовок внутри нагревательного индукционного прибора 6,72 мм/сек. Также представим, что температура окружающей среды вокруг печи T_N 50 ° C (323 K), и процесс осуществляется в течение всего времени пребывания 720 s (12 мин); краевые эффекты незначительны.

Рис. 5 показывает нестационарное распределение температуры в обрабатываемой детали вдоль радиального направления при трех различных ных позициях: внутреннее, центральное и с наружной поверхности заготовки. Как можно видеть на рис. 5, относительно большие различия в изменении температуры произошли в течение времени пребывания в катушке № 1. Высокие результаты оказались на наружной поверхности, это обусловлено интенсивностью магнитного поля, которое сосредоточено на внешней поверхности обрабатываемой детали. Кроме того, температура на внешней поверхности возрастает очень быстро, почти до температуры Кюри, которая переводит от ферромагнитного состояния в парамагнитное, ок 761 ° C для мягкой стали.

Там, возможно при остывании, потому что заготовка начинает терять магнетизм и переходит в парамагнитное состояние.

Понижение температуры составляет от 34 °С за счет тепловых потерь излучением с внешней поверхности на открытых зонах печи. На рис.5 показано: время выдержки составляет около 70с, а распределение температуры в заготовке вдоль радиального направления становится почти равномерным.