高转速下原位加热系统理论设计

作者：陈传勇; 瞿明敏; 卢志辉; 赵建江; 宣海军^*; 李洋; 刘芳; 王威

来源：铸造设备与工艺, 2023, (04): 10-17.

DOI：10.16666/j.cnki.issn1004-6178.2023.04.004

• 高转速试样
• 感应加热
• 有限元分析
• 温度分布
• 高转速加热

为了研发高转速叶片原位加热设备，基于目标温度为1 000℃的设备性能指标要求，结合有限元仿真，系统研究了感应线圈形状及尺寸、感应线圈与叶片相对位置及间距、电流强度及频率等因素对试样温度分布的影响规律。结果表明：矩形感应线圈的加热效果优于圆形感应线圈，但差别不明显，且试样的温度分布基本一致；减小感应线圈与试样之间的距离可以显著提高加热温度，但会增加高速旋转试样与感应线圈发生摩碰的风险；增加电流及频率，试样最高加热温度快速上升，但进一步增加电流和频率，升温速率明显降低。综合分析后，根据设备研发的性能指标，确定感应加热系统的关键性能指标参数为：矩形线圈的尺寸为6 mm×8 mm，线圈与试样间距控制在3 mm～10 mm，电流频率控制在25 kHz～45 kHz.

• 单位
  中国航发沈阳发动机研究所; 建筑工程学院; 浙江大学