matlab加热模型,基于MATLAB钢丝感应加热模型及其温度场特性的研究
《工业加热》第 卷 年第 期 11 热能工程 前 言 自 20 世纪 30 年代，感应加热技术大量应用于工业生产以来，由于感应加热自身的优点和感应加热理论和技术的不断进步，迄今已成为一项节能、无污染和少(无)氧化脱碳的快速加热技术，并具有实现机械化和自动化生产的特点。钢丝的感应加热是将足够长的钢丝以一定的线速度通过固定长的感应加热设备，钢丝在出口处达到所需要的温度，这种加热方式在钢丝覆层，热处理等工艺中得到了日益广泛的应用。 本研究来源于铝包钢丝的生产实际，在铝包钢丝生产线中，钢丝以 100 ～ 180m/min 的线速度通过连续包覆设备，将铝包覆在钢丝的表面形成铝包钢双金属线，该金属线具备了钢的强度、铝的导电能力与良好的耐腐蚀性能而倍受电缆行业的青睐。为了使铝和钢得到要求的结合强度，必须在线对钢丝进行加热，在高速条件下，钢丝的加热温度、分布规律等对结合质量具有重要影响。 长久以来，人们一直希望建立一种感应加热的热计算模型，从而能正确分析钢丝在感应加热过程中的温度场分布情况。对此，本文首先通过感应加热和热传导理论建立了钢丝感应加热的数学模型，并基于 MATLAB 软件获得了此模型的数值解，最后利用方程的数值解有效 分析了钢丝感应加热过程中温度场的分布特性，为感应加热技术人员从事感应加热的设计和计算提供了一个有效的方法，为类似系统的研究提供了有益的参考。 模型的建立感应加热原理 任一导体通过电流时，在其周围就同时产生磁场。当感应加热器线圈中通过交变电流时，在线圈内部和其周围就产生一个交变磁场。在感应加热时，零件就被这个交变磁场的磁力线所切割，根据电磁场理论，变化着的磁场就产生感应电动势，感应电动势在零件表面将形成封闭的电流回路，通常把这种电流称为涡流。涡流在工件内部产生热量，使工件得到加热 1 。 集肤效应 从零件的表面到中心，感应电流的大小是按指数规律下降和变化的。感应电流高度集中在零件表面一定深度内(此深度定义为集肤深度 )，感应加热所需的热量主要由这部分电流提供。在此深度以外，感应电流及其产生的热量都很小。涡流的理论透入深度 为 ＝ 5 2 10 3 m (1) 式中: 为集肤深度； 为电阻率(绝对 ·cm, 绝对 ＝ 109 )； 为频率, Hz； 为导磁率，H/m。 下面给出钢在热态和冷态条件下涡流透入深度公式2 。 热态：钢在失去磁性后的涡流透入深度 R＝0.5 m (2) 基于 MATLAB 钢丝感应加热模型及其温度场特性的研究 叶 辉，樊志新 (大连交通大学 连续挤压研究中心，辽宁 大连 116028) 摘要：在感应加热理论和热传导理论的基础上，建立了钢丝在线感应加热的模型，并基于 MATALB 得到了此模型的数值解，通过数值解分析了钢丝在感应加热过程中的温度场分布特性。 关键词：感应加热；温度场；模型；特性 中图分类号：TG155.21; TF062 文献标识码：A 文章编号：1002-1639(2005)03-0011-03 Research on the Model of Steel Wire Induction Heating and Its Temperature Field Characteristic Based on MATLAB YE Hui, FAN Zhi-xin (The Continuous Extrusion Engineering Research Center of Dalian Jiaotong University, Dalian 116028，China) This paper establis
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