Разработка и создание лабораторной модели промышленной печи с МГД-перемешиванием для алюминия и его сплавов
DOI:
https://doi.org/10.7242/1998-2097/2018.1.1Ключевые слова:
алюминиевая печь, МГД-перемешивание, бегущее поле, линейный индуктор, пассивная примесь, время перемешивания, градиент температурыАннотация
В работе на физических моделях ванны алюминиевой печи исследуется процесс перемешивания жидкого металла, бегущим магнитным полем, которое создается системой параллельных линейных проводников, расположенных под днищем ванны. На галлиевой модели с помощью допплеровского анемометра получены профили скорости течения и зависимость скорости перемешивания от силы и частоты тока в индукторе. В эксперименте обнаружено резкое уменьшение вертикального градиента температуры в ванне при достижении порогового значения скорости перемешивания жидкого металла. При помощи математического моделирования рассчитывается картина течения, эволюция поля температур и распространение примеси в ванне физической модели под действием МГД-перемешивания. Результаты сравниваются с результатами физических экспериментов.
Библиографические ссылки
Волков К.Н. Реализация схемы расщепления на разнесенной сетке для расчета нестационарных течений вязкой несжимаемой жидкости // Вычислительные методы и программирование. - 2005. - Т. 6. - № 1. - С. 269-282.
2. Оборин П.А., Хрипченко С.Ю. Генерация течения жидкого металла и перенос пассивной примеси в прямоугольной полости бегущим магнитным полем // Вычислительная механика сплошных сред. - 2013. - Т. 6. - № 2. - С. 207-213.
3. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. - М.: Наука, 1967. - 492 с.
4. Хрипченко С.Ю., Оборин П.А. Патент (Российской Федерации) RU 2 567 970 C1 от 05.08.2014. Дата публикации: 10.11.2015. Бюлл. № 31.
5. Eckert S. [et al.] Efficient melt stirring using pulse sequences of a rotating magnetic field: Part i. flow field in a liquid metal column // Metallurgical and Materials Transactions B. - 2007. - Vol. 38. - № 6. - P. 977-988.
6. Lei Z.S., Yang X.H., Wei R.J., Gao Q. A new criterion for optimization the intermittently reversing direction electromagnetic stirring in round strands continuous casting // Advanced Materials Research. - 2013. - Vol. 785. - P. 1095-1098.
7. Oborin P., Khripchenko S. Simulation study on the applicability of travelling magnetic fields in metallurgical furnaces for reducing temperature difference in the molten metal // Russian conference on Magnetohydrodynamics RMHD-2015. - Perm, Russia, 2015. Book of Abstracts. - P. 70.
8. Ščepanskis M., Jakovičs A., Nacke B. Homogenization of non-conductive particles in EM induced metal flow in a cylindrical vessel // Magnetohydrodynamics. - 2010. - Vol. 46. - № 4. - P. 413-423.
9. Wang X., Moreau R., Etay J., Fautrelle Y. A periodically reversed flow driven by a modulated traveling magnetic field: Part ii. theoretical model // Metallurgical and Materials Transactions B. - 2009. - Vol. 40. - № 1. - P. 104-113.
