工频有芯感应电炉是利用电磁感应在导体内产生的涡流发热来加热物料的热工设备,感应加热具有升温速度快、金属烧损少、产品质量好、低污染等特点,在工业生产中得到了广泛的应用。然而随着感应电炉向高功率、大容量方向发展,感应体的使用寿命缩短、使用及维护费用增加,因此,如何优化感应炉熔沟的结构设计,提高感应体的使用寿命成为亟待解决的新课题。基于感应加热的原理及特点,本论文采用理论分析—数值仿真—测试验证相结合的方法,以ANSYS软件为主要工具,采用有限元方法对熔锌工频有芯感应炉的电磁场、温度场进行仿真计算,并分析各物理量的分布特点及其对感应体性能的影响。本论文主要完成了以下工作:(1)通过大量阅读国内外相关文献,对感应加热技术的发展及其在工业生产中的应用进行了概括,总结了国内外学者在感应加热数值仿真方面所做的研究工作。(2)在对感应加热原理研究的基础上,分析集肤效应、邻近效应与圆环效应对感应加热的影响,并对感应电流的分布规律进行研究,同时根据喷流型大功率熔锌有芯感应炉的设备组成分析其工作特性。(3)基于电磁场理论,建立熔锌有芯感应炉电磁场、温度场以及流场的数学模型,并分析电磁场、温度场以及耦合场的数值计算方法。(4)根据喷流型熔锌有芯感应炉,建立感应体仿真模型,用ANSYS软件对感应体电磁场、温度场的基本参数进行数值仿真,得到感应体的电磁场、温度场分布规律,并对影响感应体性能的主要因素进行分析。(5)对感应炉进行理论计算和热态测试,结果表明,数值仿真结果与理论计算、测试结果基本一致,证明了数值仿真方法的正确性与实用性,从而为熔锌感应炉的生产运行和优化设计提供参考。