ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ В ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ТЕЛАХ

При фиксированном времени i формула (9-29) описывает пространственную волну, длина которой К = 2л/а". Так как нагреваемое тело имеет конечные размеры, то из-за отражения электромагнитных волн от границ тела внутри его устанавливаются стоячие волны длиною к подобно тому, что происходит в электрических цепях с распределенными параметрами. Это явление в сочетании с поверхностным эффектом может приводить к весьма сложной картине распределения поля по объему тела. Например, для цилиндрического тела из диэлектрика с малым значением tg б, находящегося в продольном электрическом поле, напряженность электрического поля на оси цилиндра может быть выше напряженности поля на поверхности [10]. [c.142]

Наиболее часто нагреву подвергаются цилиндрические тела, как сплошные, так и полые. Нагрев цилиндров и длинных призм может осуществляться в продольном или поперечном магнитном поле. В первом случае вектор напряженности магнитного поля параллелен продольной оси тела, а во втором — перпендикулярен ей. Каждый из способов имеет свои достоинства и недостатки, однако следует отметить, что пространственная размерность электромагнитного и теплового полей при поперечном нагреве на единицу выше, чем при продольном, а конфигурация полей сложнее. На практике встречаются также комбинации продольного и поперечного нагрева, например в щелевом индукторе [2]. [c.11]

Представляется полезным введение в теорию индукционного нагрева понятия краевые эффекты . Под ними понимается искажение электромагнитного поля и распределения источников теплоты в зоне концов нагреваемого тела (краевой эффект детали) или обмотки (краевой эф( кт индуктора). Сюда же относится искажение поля в зоне резкого изменения свойств нагреваемого тела, например на стыке ферромагнитной и немагнитной заготовок. Краевые эффекты индуктора и детали во многом определяют качество нагрева и энергетические характеристики устройства. Рассмотрим в качестве примера распределение относительной мощности по длине полубесконечного немагнитного цилиндра, помещенного в многовитковый индуктор (рис. 1.10). Настил мощности Р отнесен к его значению в средней (регулярной) части с (зона равномерного распределения). В зоне конца обмотки кривая Р спадает, причем, как будет показано далее, мощность в торцевой плоскости индуктора (точка а) в 4 раза меньше, чем в зоне Ьс- Наоборот, возле торца цилиндра происходит рост Р, увеличивающийся с возрастанием частоты. Характер распределения Р можно объяснить с помощью картины магнитного поля (рис. 1.10, а). Более подробно краевые эффекты индуктора, цилиндрических и прямоугольных тел будут рассмотрены в главах 3—5. [c.30]

Аналитические методы имеют очень большое значение в теории индукционного нагрева, в особенности при изучении одномерных и пространственно-периодических двухмерных полей. Одномерные поля существуют только в плоских и цилиндрических телах и могут служить также основой для описания электромагнитных полей в реальных многомерных индукционных устройствах. Их [c.51]

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ В ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ТЕЛАХ [c.136]

Электромагнитные системы, рассматриваемые в этом параграфе, отличаются тем, что длина нагреваемого тела принимается большей, чем длина индуктора или совокупности индуктивно связанных секций нагревателя. Поэтому распределение электромагнитного поля и интегральные параметры определяются лишь краевыми эффектами индукторов и внешних магнитопроводов. Если загрузка ферромагнитная, то дополнительное влияние на электромагнитные параметры оказывает непостоянство р по ее длине. Цилиндрические индукторы с длинной загрузкой часто встречаются на практике при нагреве изделий под поверхностную закалку или гибку (применяются чаще одновитковые индукторы), а также при нагреве под объемную термообработку, резку или пластическую деформацию (обычно используются многовитковые индукторы). Многовитковые индукторы могут быть односекционными или многосекционными параметры их рассматриваются в следующем параграфе. [c.174]

Термин загрузка конечной длины означает, что краевой эффект загрузки влияет на распределение электромагнитного поля в системе и на интегральные параметры индуктора. Рассмотрим совместное действие краевых эффектов цилиндрической загрузки и индуктора на распределение мощности в нагреваемом теле. Пусть конец полубесконечного цилиндра нагревается в длинном индукторе (см. рис. 1.10, а). Если торец загрузки находится внутри индуктора, заглубление а считается положительным. Распределение электромагнитного поля при немагнитной однородной загрузке будет определяться тремя нормированными параметрами относительным радиусом цилиндра m , относительным заглублением и отношением радиусов что позволяет выполнить достаточно [c.184]

Пинчу [1603] принадлежит патентная заявка на электромагнитный излучатель ультразвука, в котором подвижной проводник колеблется в зазоре, пронизываемом переменным магнитным полем. Пример такого рода конструкции изображен на фиг. 29. В воздушные зазоры четырех подковообразных магнитов М- —набранных из пластин и возбуждаемых переменным током, обтекающим кольцевую катушку 5, входит цилиндрическое тело К, выполненное из хорошего проводника и закрытое сверху плоской круглой мембраной Р, излучающей звуковые колебания. Практического применения этот излучатель пока еще не нашел. Аналогичное устройство описано в американском патенте Тернера [2085]. [c.39]

Таким образом, функции Ко и Кг описывают уходящую в бесконечность затухающую цилиндрическую электромагнитную волну (см. рис. 2.3). Напряженности Ё и Н при малых т убывают с расстоянием от поверхности значительно быстрее, чем при нагреве сплошного цилиндра, когда затухание поля в металле частично компенсируется эффектом концентрации волны из-за цилиндричности тела. [c.142]

Метод используется для расчета электромагнитных полей внутри проводящих тел и является полуаналитическим, так как представляет собой аппроксимацию непрерывных распределений параметров многозвенной цепью определенной структуры. Рассмотрим сначала случай цилиндрической круговой или овальной оболочки, толщина которой по всему периметру значительно меньше глубины проникновения. В полости оболочки может находиться тело или совокупность тел Ti, сопротивление которых известно (рис. 2.8). Оболочка имеет большую длину, а внешнее продольное магнитное поле однородно (Я = onst). [c.68]

Имеющийся в нашей стране и за рубежом опыт по реализации эффекта многослойности при создании крупногабаритных оболочечных конструкций типа сосудов давления и трубопроводов (изготовляемых путем спиральной навивки или последовательного наслоения на цилиндрическую обечайку тонколистового проката) свидетельствует о значительных преимуществах данного вида конструкционного материала по сравнению с толстолистовым монометаллом (того же сечения) и об определенных нерешенных задачах в области прочности составных слоистых тел и изделий. Однако при этом все более очевидной становится идея о том, что на современном этапе развития машиностроения необходимым является переход от принципов выбора материалов при создании машин и инженерных сооружений к конструированию материалов, т. е. в настоящее время конструктор, создавая машину (или иной вид оборудования), не всегда может удовлетвориться свойствами имеющихся в его распоряжении традиционных материалов, производимых, например, металлургической отраслью. Взаимодействие элементов конструкций с рабочей средой при наличии во многих случаях неоднородных и нестационарных силовых, тепловых, электромагнитных, радиационных и других полей сопровождается протеканием процессов коррозии, эрозии, трещинообразования и т. д., наиболее активно развивающихся в поверхностных слоях материала. [c.12]

Подставив это разложение в граничное условие на поверхности тела в ряде опорных точек, получим систему уравнений для определения N 21 +1) неизвестных коэффициентов Agi. Таким способом в работе [114] было вычислено поле дифракции электромагнитной волны на проводящем цилиндре диаметром 0,075Х конечной длины, равной 0,5Х, с двумя полусферическими закруглениями на концах. Вспомогательные точечные источники (трехмерный случай) располагались на цилиндрической поверхности, расположенной внутри тела. Общее число неизвестных коэффициентов составляло 160. [c.72]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...