Дослідження температурних режимів сталевого стержня за дії неусталеного електромагнітного поля
Анотація
Запропоновано фізико-математичну модель для визначення температурного поля у сталевому стержні за дії неусталеного електромагнітного поля. Дана модель описується послідовно зв’язаними рівняннями Максвелла та рівняннями теплопровідності Фур’є. Вона складається з двох етапів: визначення осьової компоненти вектора напруженості магнітного поля та температури. Записано вихідні співвідношення початково-крайових задач електродинаміки і теплопровідності для розглядуваного стержня. Для побудови їх розв’язків використано кубічну апроксимацію розподілу визначальних функцій по радіальній координаті. У результаті вихідні початково-крайові задачі на визначальні функції зведено до задач Коші за часовою зміною на інтегральні характеристики визначальних функцій за радіальною змінною. Загальні розв’язки задач Коші записано з допомогою інтегрального перетворення Лапласа. Коефіцієнти апроксимаційних поліномів подано у вигляді лінійної комбінації інтегральних характеристик та визначальних функцій на поверхні стержня. Отримано вирази тепла Джоуля та температури у розглядуваному стержні за дії неусталеного електромагнітного поля. Виконано числовий аналіз зміни в часі та розподілу по радіусу стержня температури залежно від часу тривалості неусталеного електромагнітного поля і величини напруженості магнітного поля
Посилання
Batygin, Y., Chaplygin , E., Shinderuk , S., & Volosyuk, M. (2022). Induction Heating during Magnetic Pulse Processing of Metals: Perspective Schemes and their Application. Lighting Engineering & Power Engineering, 61(2), 49-54. https://doi.org/10.33042/2079-424X.2022.61.2.02
Asai S. Electromagnetic Processing of Materials. Springer, Netherlands (2012) https://doi.org/10.1007/978-94-007-2645-1
Rudnev, V.; Loveless, D.; Cook, R. Handbook of Induction Heating; CRC Press: London, UK; Taylor and Francis Group: Abingdon, UK, 2018. https://doi.org/10.1201/9781315117485
Bobart, G.F. Induction heating. AccessScience. 2020.
Lucia O., Maussion P., Dede E.J., Burdio J.M., (2014) IEEE Transactions on Industrial Electronics , 61 (5), P. 2509-2520. DOI: 10.1109/TIE.2013.2281162
Musii, R.; Pukach, P.; Kohut, I.; Vovk; M.; Šlahor, Ľ. Determination and Analysis of Joule's Heat and Temperature in an Electrically Conductive Plate Element Subject to Short-Term Induction Heating by a Non-Stationary Electromagnetic Field. // Energies. - 2022. - Vol. 15, iss. 525 https://doi.org/10.3390/en15145250
Musii R., Pukach P., Melnyk N., Vovk M., Šlahor L. Modeling of the temperature regimes in a layered bimetallic plate under short-term induction heating // Energies. - 2023. - Vol. 16, iss. 13 https://doi.org/10.3390/en16134980
Musii R., Melnyk N., Drohomyretska K., Melnyk M. Investigation of the heating regimes of a steel strip by a quasi-steady electromagnetic field // Direct and inverse problems of electromagnetic and acoustic wave theory : proceedings of 2023 IEEE XXVIIIth International seminar/workshop DIPED-2023 (Tbilisi, September 11-13, 2023). - 2023. - C. 229-232. https://doi.org/10.1109/DIPED59408.2023.10269519
Авторське право (c) 2025 Наталія Мельник, Роман Мусій, Надія Тимошенко, Адріан Торський (Автор)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
