Издательство Политехнического университета

Министерство образования и науки Российской Федерации

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

––––––––––––––

Приоритетный национальный проект «Образование»

Инновационная образовательная программа

Санкт-Петербургского государственного политехнического

Университета

В.Н. ИВАНОВ, В.Я. ФРОЛОВ, Д.В. ИВАНОВ

РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ УСТАНОВОК ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА

ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК ПОД ЗАКАЛКУ И ПЛАСТИЧЕСКУЮ ДЕФОРМАЦИЮ

Учебное пособие к курсовой работе

Рекомендовано Учебно-методическим объединением

по университетскому политехническому образованию

в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки магистров

Санкт-Петербург

Издательство Политехнического университета

УДК

ББК

Рецензенты:

доктор технических наук, профессор _________________________;

доктор технических наук, профессор _________________________

Установки для индукционного нагрева цилиндрических заготовок под закалку и пластическую деформацию. Учебное пособие к курсовой работе / Иванов В.Н., Фролов В.Я., Иванов Д.В.: Учеб. пособие. СПб: Изд-во Политехн. ун-та, 2011. 116 с.

Учебное пособие соответствует государственному образовательному стандарту дисциплин «Плазменная техника и технология и индукционный нагрев» и «Электротехнологические процессы, установки и системы» направления бакалаврской и инженерной подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника».

Методические указания составлены с целью обеспечить студентам инженерно-технических специальностей выполнение контрольных заданий по основам высокочастотной электротехники и основам индукционного нагрева.

Содержатся сведения об областях применения индукционного нагрева, физических основах воздействия высокочастотных электромагнитных полей на проводящие материалы, пояснения к расчетам устройств для индукционного нагрева при поверхностной закалке и пластической деформации.

Предназначено для студентов 4-го и 5-го курса электромеханического факультета, обучающихся по направлению бакалаврской подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» по профилю подготовки «Электротехнологические установки и системы».

Ил. 21. Библиогр.: 3 назв.

Работа выполнена в рамках реализации Инновационной образовательной

программы Санкт-Петербургского государственного политехнического

университета «Развитие политехнической системы подготовки кадров

в инновационной среде науки и высокотехнологичных производств

Северо-Западного региона России»

Печатается по решению редакционно-издательского совета Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.

© Иванов В.Н., Иванов Д.В., Фролов В.Я., 2011

© Санкт-Петербургский государственный

ISBN политехнический университет, 2011

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение....................................................................................................... 5

1. Краткие теоретические сведения......................................................... 6

ххх1.1. Принципиальная схема индукционной системы

хххиндуктор-деталь.................................................................................... 7

ххх1.2. Расчет распределения параметров электромагнитного поля в

хххпроводящем цилиндре, помещенном в цилиндрический индуктор.... 8

ххххх1.2.1. Поверхностный эффект в проводящем теле с плоской

хххххповерхностью..................................................................................... 9

ххххх1.2.2. Распределение параметров электромагнитного поля

хххххв проводящем цилиндре при ярко выраженном поверхностном

хххххэффекте (R ₂ >> D₂)............................................................................ 15

ххххх1.2.3. Распределение параметров электромагнитного поля

хххххв цилиндре при не ярко выраженном поверхностном

хххххэффекте (0,1 R ₂ < D₂ < 0,4 R ₂)............................................................ 25

ххх1.3. Приведение электрического сопротивления нагреваемого

хххцилиндра к току индуктора................................................................ 30

ххх1.4. Расчет распределения температурного поля.............................. 39

ххххх1.4.1. Основные режимы нагрева................................................... 40

ххххх1.4.2. Нагрев цилиндра при постоянной температуре

хххххповерхности (T ₀=const).................................................................... 46

ххххх1.4.3. Нагрев цилиндра при постоянной удельной

хххххмощности (p ₀=const)........................................................................ 49