3D modeling of electromagnetic-thermal phenomena in induction heated rotating steel cylinder

• Autorzy: Kucharski J. , Zgraja J. , Urbanek P. , Frączyk A.

Warianty tytułu

PL

Trójwymiarowe modelowanie zjawisk elektromagnetyczno--cieplnych w nagrzewaniu indukcyjnym obracającego się walca stalowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper 3D numerical model of induction heating of the rotating steel cylinder has been presented. This type of a thermal plant is widely used in various branches of industry, and semi-industrial experimental setup being modeled has been developed in Computer Engineering Department TUL. Theoretical background of the model and the way of solution of coupled electromagnetic and thermal field have been given as well as nonlinearities of material properties has been introduced into the model. Induction heating of the cylinder using moving inductors has been analyzed. In particular the influence of inductor's mutual placement on the heating power generated in the cylinder has been examined.

PL

W artykule przedstawiono numeryczny, trójwymiarowy model układu nagrzewania indukcyjnego obracającego się walca stalowego. Tego typu obiekty cieplne wykorzystywane są w różnych gałęziach przemysłu, a przedmiotem modelowania jest rozwijane w Katedrze Informatyki Stosowanej PŁ półprzemysłowe stanowisko badawcze. Omówiono podstawy teoretyczne modelu oraz metodę rozwiązania problemu pól sprzężonych: elektromagnetycznego i cieplnego, z uwzględnieniem nieliniowości wynikających z własności materiałowych elementów układu. Wykorzystując powstały model, przeanalizowano zjawiska zachodzące w przypadku nagrzewania walca ruchomymi wzbudnikami. W szczególności zbadano wpływ wzajemnego położenia pary wzbudników na rozkład mocy generowanej w płaszczu walca.

Słowa kluczowe

EN

numerical model; rotating steel cylinder; thermal phenomena

PL

model numeryczny; obracający się walec stalowy; zjawiska cieplne

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Automatyka / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 15, z. 3
• Strony: 403--411
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kucharski J.

• Technical University of Lodz, Computer Engineering Department, Lodz, Poland

autor

Zgraja J.

• Technical University of Lodz, Computer Engineering Department, Lodz, Poland

autor

Urbanek P.

• Technical University of Lodz, Computer Engineering Department, Lodz, Poland

autor

Frączyk A.

• Technical University of Lodz, Computer Engineering Department, Lodz, Poland

Bibliografia

• [1] Zgraja ]., Symulacja i optymalizacja komputerowa w analizie indukcyjnego nagrzewania powierzchni płaskich. Zeszyty Naukowe Nr 996, Politechnika Łódzka, Łódź 2007.
• [2] Skoczowski T., Modelowanie i symulacja sprzężonych zjawisk polowych w urządzeniach elektrotermicznych. Podstawy teoretyczne. INB ZTUREK, Warszawa 2000.
• [3] Biro O., Preis K., On the use ofthe Magnetic Yector Potential in the Finite Element Analysis of Three-Dimensional Eddy Currents. IEEE Trans. Magn., vol. 25, No. 4, 1989, 3145-3159.
• [4] Urbanek P., Kucharski J., Frączyk A., Methods of determination of dynamic properties of induction heated multi input - multi output systems. Przegląd Elektrotechniczny, nr 11, 2008, 180-183.