【摘 要】
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感应加热的基本原理包括电磁感应定理和焦耳-楞次定律,线圈中通入交变电流产生周期变化的磁场,周期交变的磁场在金属工件中感生涡流,利用涡流产生焦耳热来加热金属工件。感应加热具有加热快、效率高、污染小、易于实现自动化等优点,这些优点使感应加热技术在化石燃料日趋紧张的21世纪内蓬勃发展,近年来横向感应加热已成为金属板带加热领域争相研究的热点之一。本文以钢带的退火热处理和某铝业股份有限公司复合铝箔轧制感应加
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感应加热的基本原理包括电磁感应定理和焦耳-楞次定律,线圈中通入交变电流产生周期变化的磁场,周期交变的磁场在金属工件中感生涡流,利用涡流产生焦耳热来加热金属工件。感应加热具有加热快、效率高、污染小、易于实现自动化等优点,这些优点使感应加热技术在化石燃料日趋紧张的21世纪内蓬勃发展,近年来横向感应加热已成为金属板带加热领域争相研究的热点之一。本文以钢带的退火热处理和某铝业股份有限公司复合铝箔轧制感应加热系统为背景,针对横向感应加热实验系统,在查阅大量国内外文献资料和相关电磁场传热书籍、学习感应加热理论知识的基础上,对电场和磁场的关键函数进行推导,并采用COMSOL仿真软件进行模拟,设计并制造实验室横向感应加热系统。论文的主要研究内容如下:（1）将横向感应加热过程的磁场-电场转化为数学模型,推导金属板带涡流分布函数、气隙磁通分布函数、磁通量、电动势、功率密度等关键部位的函数;（2）在金属板带的材料、宽度、厚度以及运行速度等加热目标参数给出的情况下,对感应器的结构、尺寸和电源参数给出理论计算结果,设计水冷系统并校核检验,得到感应器的原始模型;（3）以理论计算的感应器初始模型为基础,采用COMSOL软件对感应器的加热性能进行全连续数值模拟,根据模拟结果和规律,对加热器的参数进行优化;（4）根据优化后的加热器参数为基础制造实验室感应加热设备,对于理论设计和数值模拟的结果进行实验验证,分析实际实验中的板带温升情况和加热效率,用实验结果论证理论推导和模拟结果的科学性和准确性。
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