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    2  感应器的设计计算
    2.1  感应加热电源设计的原始数据
    毛坯的原始数据：加热材料，直径6mm，高度5mm钢材（45#），设计将加热材料从室温加热到950℃。
    室温：20℃；
    频率：30kHZ；
    45#钢的密度为7.85g/cm3；
     
    表2.1   45#钢在950℃时的参数
    电阻率
    （*10-6Ωm）    导热系数
    （w/mk）    比热容
    （J/kg•k）
    1.181    24.97    619.5
    由于毛坯的尺寸为直径6mm，高度5mm。则可将线圈设计成内径10mm，长度10mm。

    2.2  感应加热时间的确定
    经查得：45#钢的密度 7.85g/cm3=7.85*103kg/m3。则毛坯质量为：
    G=π（0.6cm/2）2*0.5cm*7.85g/cm3
    =π（0.3）2*0.5*7.85g/cm3
    =1.109767605*10-3kg
    ≈1.1*10-3kg
        从集肤效应中可以看出，使用交变电流时电流之流过导体表面层，电流频率越高，电流流过的表面层越薄。为了简化感应加热的整个计算，引入了一个电流穿透深度的概念。工程上规定，当涡流强度从表面向内层降低到其数值等于最大涡流强度的1/e(即36.8% )，该处到表面的距离△称为电流透入深度。
        电流穿透深度的常用计算式为：
                              △2=5030                      （2.1）
    式中  ——电阻率 ；
     ——相对磁导率；
     ——电流频率 。
    则，电流穿透深度：
    △2=5030
    =5030
    =5030
     =5030*
     =5030*
     =0.09984cm
    圆柱形毛坯的感应加热时间 （s）为：
                          Tk=K                             （2.2）
    式中： ——毛坯的半径（cm）；
                                   K                          （2.3）
     ——傅里叶数；
    a——毛坯材料的热扩散率（cm2/s）。
    热扩散率：在传热分析中，热扩散率a（单位是 ）是热导率λ与比热容c和密度ρ的乘积之比。
                             a=                               (2.4)
    其中：热导率λ（单位：W/(m•K)）；
          比热容c（单位：J/(kg•K)）；
          密度ρ（单位：kg/( )）。
        热扩散率又叫导温系数，它表示物体在加热或冷却中，温度趋于均匀一致的能力；在a高的物质中热能扩散的很快，而a低的物质中热能则扩散的较慢。这个综合物性参数对稳态导热没有影响，但是在非稳态导热过程中，它是一个非常重要的参数。
        由热扩散率的定义可得，本毛坯的热扩散率为：
    =5.1346*10-6m2/s
    =0.051346cm2/s
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