非接触电能传输系统可分离变压器电磁机构研究_百度文库
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非接触电能传输系统可分离变压器电磁机构研究
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3秒自动关闭窗口漏磁管道内检测器的速度效应研究与应用--《沈阳工业大学》2013年硕士论文
漏磁管道内检测器的速度效应研究与应用
【摘要】：在当今世界上，石油、天然气已经成为最重要的能源。我国作为能源大国，石油、天然气安全、高效的运输便有着十分重要的意义。随着管道服役年限的增加，必然会产生因管道腐蚀、受力变形等不同因素造成的损伤。因此，对管道进行高速无损检测就显得至关重要。在检测输气管道时，由于两泵站之间压强较大，且受到气体膨胀、管道结构变化等因素的影响，管道漏磁内检测器的运行状态特别不稳定，极易发生变化。特别是当速度过快时，被测管道的磁化水平降低，漏磁信号幅值降低，难以实现缺陷的漏磁检测。
本文针对管道漏磁内检测器的速度效应进行了深入的研究。在理论上，深入研究了漏磁管道内检测器的检测原理、铁磁性材料技术磁化原理、速度效应原理。同时，本文以贝克尔涡流模型为基础，根据漏磁内检测原理，建立数学模型。对高速时的漏磁检测过程进行相关的计算分析。利用铁磁学相关理论，求解检测装置与管壁发生相对运动时感生的涡流对原始励磁信号造成的影响。从麦克斯韦方程组出发，引出速度效应的微分形式。根据漏磁管道内检测器的具体参数，在ANSYS有限元仿真软件中建立轴对称的二维仿真模型，分析速度效应对管道漏磁检测带来的影响。在仿真过程中，模拟不同缺陷长度、缺陷深度、不同管壁厚度等情况，分析速度效应带来的不同影响。
通过理论计算及仿真分析表明，当检测装置运行速度越快时，其径向漏磁信号幅值越小；管壁厚度越厚、缺陷长度越长、缺陷深度越浅时，速度效应带来的影响越为明显。当速度高于6m/s时，速度效应带来的影响使得管壁磁化水平远未达到磁饱和状态，无法进行漏磁检测。通过提高励磁强度，可以在一定程度上降低速度效应带来的影响。
【关键词】：
【学位授予单位】：沈阳工业大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2013【分类号】：TE973.6【目录】：
摘要5-6Abstract6-10第一章 绪论10-20 1.1 课题的背景及意义10-11 1.2 国内外研究现状11-16
1.2.1 国内研究现状12-14
1.2.2 国外研究现状14-16 1.3 无损检测技术16-18
1.3.1 无损检测技术分类16-17
1.3.2 常规无损检测技术概述17-18 1.4 课题研究的主要内容与章节安排18-20
1.4.1 课题研究的主要内容18
1.4.2 章节安排18-20第二章 管道漏磁内检测及速度效应基础理论20-34 2.1 漏磁检测技术理论20-24
2.1.1 漏磁检测技术概述20
2.1.2 漏磁检测原理20-24 2.2 管道漏磁内检测器原理24-27
2.2.1 检测器的工作原理24
2.2.2 检测器的基本结构24-26
2.2.3 检测器的工作流程26-27 2.3 管道漏磁内检测的漏磁场分析方法27-29
2.3.1 解析分析方法27-28
2.3.2 数值分析方法28-29 2.4 速度效应基本原理29-33
2.4.1 技术磁化相关理论29-32
2.4.2 涡流带来的影响32-33 2.5 本章小结33-34第三章 速度效应的数学模型分析34-40 3.1 贝克尔微观涡流模型34-35 3.2 建立数学模型35-38 3.3 计算涡流带来的影响38-39 3.4 本章小结39-40第四章 漏磁检测的速度效应有限元仿真分析40-62 4.1 有限元分析原理40-42 4.2 ANSYS 有限元分析软件42-44
4.2.1 ANSYS 有限元分析的基本步骤42-43
4.2.2 ANSYS 有限元仿真软件的功能模块43-44 4.3 漏磁内检测的速度效应有限元仿真44-56
4.3.1 选择单元属性44-45
4.3.2 建立仿真模型45-47
4.3.3 赋予单元属性并划分网格47-50
4.3.4 施加载荷并求解50-51
4.3.5 通过后处理模块查看结果51-54
4.3.6 查看径向及轴向的漏磁信号54-56 4.4 速度带来的影响56-61
4.4.1 不同深度缺陷的速度效应影响57-58
4.4.2 不同长度缺陷的速度效应影响58-59
4.4.3 不同厚度管壁的速度效应影响59-61 4.5 本章小结61-62第五章 结论62-63参考文献63-65附录 ANSYS 有限元仿真 APDL 语言命令流65-71在学研究成果71-72致谢72
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【参考文献】
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金属有机物化学气相沉积 MOCVD, Metal Organic Chemical Vapor Deposition
界生产半导体光电器件和微波器件的关键设备。加热系统是MOCVD系统的重要组成部
分。每个新颖的反应室设计，都需要与之相匹配的加热装置和控制技术。本文分析了现
有MOCVD设备的加热系统，对红外辐射加热和高频感应加热进行了对比分析，探讨了
各自的加热特点。
本文从基础理论到实际应用，对红外辐射加热器和高频感应加热器的应用、选材等
进行了讨论。采用数值模拟的方法对红外辐射加热器和高频感应加热器进行了结构优化
设计，并研究了其安装精度要求。结果表明：
对红外辐射加热器
1）对丝状红外辐射加热器而言，电阻丝布置的均匀性决定了石墨基座表面温度分布的
均匀性；有必要使石墨基座旋转起来，这样可使丝状加热均匀性提高20% ；
2 ）对片状红外辐射加热器而言，电阻片的形状与石墨基座表面温度均匀性密切相关；
片状加热器安装要求低于丝状加热器；
3 ）红外辐射加热器与石墨基座的高平行度对石墨基座表面的温度均匀性影响很大。
对高频感应加热器
1）通电导线的空间布置，特别是外圈导线的布置决定了加热均匀性；
2 ）加热均匀性很好，石墨基座表面温度偏差只有0.3℃；
3 ）高频感应加热器的安装要求比红外辐射加热器高，加热器与基座之间必须保持高平
为保证设备安全可靠运行，必须把高温区域与外界隔绝起来。基于CFD技术，本文
对MOCVD设备中几处需冷却的地方进行模拟设计，确定了几何结构。
关键词：MOCVD;
红外辐射加热;
高频感应加热;
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