机械工程学报涡流

机械工程学报涡流

科技名词定义

中文名称：涡流 英文名称：vortex flow;eddy current 其他名称：有旋流动 定义1：质点流速形成微小质团转动的流动，即角速度不等于零。 所属学科： 地理学(一级学科) ；水文学(二级学科) 定义2：物质中沿闭合路径环流的感应电流。 所属学科： 电力(一级学科) ；通论(二级学科) 定义3：由于磁场的时间或空间(或二者)的变化，在导体中感应的旋涡电流。 所属学科： 机械工程(一级学科) ；试验机(二级学科) ；无损检测仪器-磁粉探伤机(三级学科) 定义4：流体微团有转动的流动。 所属学科： 水利科技(一级学科) ；水力学、河流动力学、海岸动力学(二级学科) ；水力学（水利）(三级学科)

原理：

电磁感应作用在导体内部感生的电流。又称为傅科电流。导体  在磁场中运动，或者导体静止但有着随时间变化的磁场，或者两种情况   同时出现，都可以造成磁力线与导体的相对切割。按照电磁感应定律，在导体中就产生感应电动势，从而驱动电流。这样引起的电流在导体中的分布随着导体的表面形状和磁通的分布而不同，其路径往往有如水中的漩涡，因此称为涡流。涡流在导体中要产生热量。所消耗的能量来源于使导体运动的机械功，或者建立时变电磁场的能源。因此在电工设备中，为了防止涡流的产生或者减少涡流造成的能量损失，将铁心用互相绝缘的薄片或细丝叠成，并且采用电阻率较高的材料如硅钢片或铁粉压结的铁心。另一方面，利用涡流作用可以做成一些感应加热的设备，或用以减少运动部件振荡的阻尼器件等。导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时，因涡流而导致能量损耗称为涡流损耗。涡流损耗的大小与磁场的变化方式、导体的运动、导体的几何形状、导体的磁导率和电导率等因素有关。涡流损耗的计算需根据导体中的电磁场的方程式，结合具体问题的上述诸因素进行。   电动机，变压器的线圈都绕在铁心上。线圈中流过变化的电流，在铁心中产生的涡流使铁心发热，浪费了能量，还可能损坏电器。因此，我们要想办法减小涡流。途径之一是增大铁心材料的电阻率，常用的铁心材料是硅钢。如果我们仔细观察发电机、电动机、和变压器，就可以看到，它们的铁心都不是整块金属，而是用许多薄的硅钢片叠合而成。为什么这样呢？ 原来，把块装金属置于随时间变化的磁场中或让它在磁场中运动时，金属块内将产生感应电流。这种电流在金属块内自成闭合回路，很像水的漩涡，因此叫做涡电流简称涡流。整块金属的电阻很小，所以涡流常常很强。如变压器的铁心，当交变电流穿过导线，时穿过铁心的磁通量不断随时间变化，它在副边产生感应电动势，同时也在铁心中产生感应电动势，从而产生涡流。这些涡流使铁心大量发热，浪费大量的电能，效率很低。但涡流也是可以利用的，在感应加热装置中，利用涡流可对金属工件进行热处理。   大块的导体在磁场中运动或处在变化的磁场中，都要产生感应电动势，形成涡流，引起较大的涡流损耗。为减少涡流损耗，交流电机、电器中广泛采用表面涂有薄层绝缘漆或绝缘的氧化物的薄硅钢片叠压制成的铁心，这样涡流被限制在狭窄的薄片之内，磁通穿过薄片的狭窄截面时，这些回路中的净电动势较小，回路的长度较大，回路的电阻很大，涡流大为减弱。再由于这种薄片材料的电阻率大（硅钢的涡流损失只有只有普通钢的1/5至1/4），从而使涡流损失大大降低。    另一方面，利用涡流作用可以做成一些感应加热的设备，或用以减少运动部件振荡的阻尼器件等。   如： 我们常见的电磁炉。就是采用涡流感应加热原理；其内部通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生涡流，使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。

损耗

导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时，因涡流而导致的能量损耗。涡流是上述情况下导体内的感生的电流。这种电流在导体中形成一圈圈闭合的电流线，称为涡流（又称傅科电流）。   涡流损耗的大小与磁场的变化方式、导体的运动、导体的几何形状、导体的磁导率和电导率等因素有关。涡流损耗的计算需根据导体中的电磁场的方程式，结合具体问题的上述诸因素进行。   置于随时间变化的磁场中的导体内，也会产生涡流，如变压器的铁心，其中有随时间变化的磁通，它在副边产生感应电动势，同时也在铁心中产生感应电动势，从而产生涡流。这些涡流使铁心发热，消耗电能，这是不希望有的。但在感应加热装置中，利用涡流可对金属工件进行热处理。   大块的导体在磁场中运动或处在变化的磁场中，都要产生感应电动势,形成涡流,引起较大的涡流损耗。为减少涡流损耗，常将铁心用许多铁磁导体薄片（例如硅钢片）叠成，这些薄片表面涂有薄层绝缘漆或绝缘的氧化物。磁通穿过薄片的狭窄截面时，涡流被限制在沿各片中的一些狭小回路流过，这些回路中的净电动势较小，回路的长度较大，再由于这种薄片材料的电阻率大，这样就可以显著地减小涡流损耗。所以，交流电机、电器中广泛采用叠片铁心。

配下图：

当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，附近的另一个线圈中会产生感应电流。实际上这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流。如果用图表示这样的感应电流，看起来就象水中的旋涡，所以我们把它叫做涡电流引。

你可以在这看，更详细：

什么是涡流

涡流 英文名称：vortex flow;eddy current 其他名称：有旋流动
定义1：质点流速形成微小质团转动的流动，即角速度不等于零。
应用学科：地理学（一级学科）；水文学（二级学科）
定义2：物质中沿闭合路径环流的感应电流。 应用学科：电力（一级学科）；通论（二级学科）
定义3：由于磁场的时间或空间(或二者)的变化，在导体中感应的旋涡电流。 应用学科：机械工程（一级学科）；试验机（二级学科）；无损检测仪器-磁粉探伤机（三级学科）
定义4：流体微团有转动的流动。 应用学科：水利科技（一级学科）；水力学、河流动力学、海岸动力学（二级学科）；水力学（水利）（三级学科）

当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，附近的另一个线圈中会产生感应电流。实际上这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流。如果用图表示这样的感应电流，看起来就象水中的旋涡，所以我们把它叫做涡电流引。

罗冠炜的发表论文

在国内外权威刊物上发表论文134篇，其中SCI收录52篇，EI收录74篇， 发表的论文被正面他引502次，其中被国内外学者在SCI源期刊上他引195次，被科技会议录索引（CPCI-S）论文他引35次。21篇论文被美国韦恩州立大学Raouf m教授在其专著（Vibroimpact dynamics-Modeling,Mapping and Applications,Springger-Verlag Berlin Heidelberg,2009）中引用。[1] Luo Guanwei(罗冠炜), Xie Jianhua(谢建华) , Sun Xunfang(孙训方). Quasi-periodic and chaotic behaviour of a two-dergree-of-freedom impact system in a strong resonance Mechanica Solida Sinica, 1999, 12(3): 279-282 (1999年SCI收录)[2] G.W. Luo, J.H Xie. Periodic motions and transition phenomena in a two-degrees-of- freedom system with perfectly plastic s Letters A, 1999, 263: 83-90 (1999年SCI收录)[3] G. W. Luo , J. H. Xie. Hopf bifurcation of a two-degree-of-freedom vibro-impact system. Journal of Sound and Vibration, 1998, 213(3): 391-408 (1999年SCI收录，SA收录)[4] G. W. Luo,J.H. ations and chaos in a system with a D, 2001, 148: 183-200 ((2001年SCI收录)[5] G. W. Luo,J. H Xie. 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