Предмет: Электроника. Добавлен: 30.06.2021. Год: 2020. Страниц: 19. Оригинальность по antiplagiat.ru: < 30% |
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тульский государственный университет» ИВТС им. В.П. Грязева Кафедра «Электроэнергетика» КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине “Компьютерные технологий в проектирований” Направление подготовки: 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» Тула 2020 Содержание Задание на курсовую работу...3 Введение ...5 Моделирование и расчет системы индукционного нагрева...6 1 Моделирование заданной системы в Elcut...6 2 Расчет связанных задач...7 2.1 Магнитная задача переменного поля...7 2.2 Связь задач и таблицы вычисленных значений слоев...8 2.3 Нестационарная теплопередача...9 3 Расчет параметров согласующего трансформатора...14 4 Результаты работ...15 Заключение...16 Приложение...17 Список используемой литературы...19 Задание на курсовую работу Технологические требования: -Толщина слоя под закалку; ? = 1 мм -Температура поверхности изделия в конце нагрева; tкон = 750 ± 20 °C -Перепад температур в слое под закалку; ?t ? 100 °C -Перепад температур по поверхности нагреваемого участка; ?t ? 150 °C -Время нагрева; ?нагр? 25 с -Режим нагрева; «по теплопроводности». Технические требования: Индуктор получает питание через согласующий трансформатор от стабилизированного источника тока повышенной частоты. Ток в первичной обмотке трансформатора может регулироваться в диапазоне от 2 до 50 А. Частота источника 100 кГц. Форма кривой тока – чистая синусоида. Величина тока в индукторе лежит в пределах 3-20 кА. Зазор между индуктором и нагреваемой заготовкой от 2 до 5 мм. Внешний вид индуктора представлен на рисунке 1, а внешний вид детали под закалку на рисунке 2: Рисунок 1 – Примерный внешний вид индуктора Рисунок 2 – Внешний вид детали под закалку (станина) Где исходные числовые параметры заготовки приведены в таблице 1: Таблица 1 – Размеры детали под закалку a, мм b,мм h, мм l, мм 35 4 40 50 Рассчитать следующие величины: Подобранное значение тока в индукторе, число витков и ток в первичной обмотке согласующего трансформатора (во вторичной обмотке – 1 виток); расчет параметров согласующего трансформатора; графики нагрева; график распределения температур вдоль контура, проведенного вглубь нагреваемого металла; график распределения температур вдоль контура, проведенного по поверхности нагреваемой детали; графики изменения мощности... Заключение Из данной работы видно, насколько удобно использовать системы САПР для моделирования и проектирования установок и систем индукционного нагрева. В частности мы использовали программную среду Elcut. Говоря о функциональных аспектах Elcut, нужно отметить, что его инструменты внутренних библиотек программ, заметно упрощает использование математических вычислений и симуляций моделирования системы. Исходя из того, что задан согласующий трансформатор, необходимо соответствовать следующим условиям: во-первых при проектировании САПР системы индукционного нагрева необходимо учитывать изменения в удельных характеристиках материалов, во-вторых в программной среде Elcut иметь ввиду зависимость свойств связанных задач. В данной работе был произведено моделирование схемы индукционного нагрева в программной среде Elcut, расчёт параметров магнитной задачи переменных полей, начального температурного поля и нестационарной теплопередачи методом конечных элементов. Расчет параметров согласующего трансформатора в соответствии с постоянными известными параметрами. Построен график мощностей. Приложение Удельные параметры нагреваемого металла 1. Удельное электрическое сопротивление (рисунок 19.1); Рисунок 19.1- Удельное электрическое сопротивление 2. Удельная теплопроводность (рисунок 19.2); Рисунок 19.2- Удельная теплопроводность 3. Удельная теплоемкость (рисунок 19.3); Рисунок 19.3- Удельная теплоемкость 4. Плотность материала: ?=7900(кг/м3); 5. Усредненная кривая намагничивания (таблица 5); Таблица 5 - Усредненная кривая намагничивания Считаем, что при больших значениях напряженности сталь насыщается и относительная магнитная проницаемость не превышает значения 3,5 при любых значениях напряженности. Зависимость относительной магнитной проницаемости стали от напряженности магнитного поля представлены на рисунке 19.4. Рисунок 19.4- Зависимость относительной магнитной проницаемости стали от напряженности магнитного поля. Список литературы 1. ELCUT Моделирование электромагнитных, тепловых и упругих полей методом конечных элементов Версия 6.4. Руководство пользователя. СПб: Производственный кооператив ТОР, 2020. – 473 с. 2. Горелов Ю.И. Степанов В.М. Методические указания по выполнению курсовой работы учебной дисциплины «Компьютерные технологии в проектировании» : учеб.-методич. пособие. Тула: Издательство ТулГУ, 2015.- 23с. 3. Фризен В.Э. Моделирование индукционного нагрева с помощью программы Elcut 4.2T: учеб.-методич. пособие 2-е издание доп. Екатеринбург: Издательство УГТУ, 2005. - 36 с. 4. Черных И.В. ELCUT Индукционный нагрев трубной заготовки. Версия 6.4. СПб: Производственный кооператив ТОР, 2020. – 14 с. |
|
Перейти к полному тексту работы |