Горната част на разтопения басейн на индукционна топилна пещ формира принцип на работа “гърбица”.

В процеса на топене на индукционната топилна пещ, след като металният материал се разтопи, стопилката ще образува редовно движение под действието на електромагнитна сила. Това движение започва от центъра на разтопения басейн и се придвижва към двата края на намотката. Тъй като металът е ограничен от дъното на пещта и стената на пещта, последното движение винаги е нагоре, образувайки „гърбица“ в горната част на разтопения басейн. Някои данни използват съотношението на височината на гърбицата към диаметъра на разтопената вана, за да изразят силата на разбъркване на разтопената вана. Появата на „гърбицата“ е показана на фигура 2-9.

Фигура 2-9 Схематична диаграма на морфологията на “гърбица” на стопилката в индукционната топилна пещ

Въпреки това, за да се изрази точно формата на „гърбицата“ на индукционната топилна пещ и да се разкрие поведението на потока и деформацията на течния метал под действието на електромагнитно поле, е необходимо да се решат уравненията на Максуел (в съчетание с уравненията на Ом закон), за да се получи електромагнитната сила. Електромагнитната сила на се замества в уравнението на Навие-Стокс и уравнението за непрекъснатост като обемна сила, за да се получи скоростта на потока и формата на свободната повърхност. В същото време, когато формата на свободната повърхност на стопилката се промени, това неизбежно ще повлияе на разпределението на електромагнитното поле в стопилката и след това ще повлияе на електромагнитната сила, действаща в стопилката, което ще промени формата на свободната повърхност и разпределението на скоростта на стопилката. , Може да се види, че полето на потока и електромагнитното поле са силно свързани.

За да се получи морфологията на „гърбицата“ на стопилката в равновесно състояние и да се опрости процеса на изчисление, могат да се направят следните основни допускания за индукционната топилна пещ:

(1) Поради скин-ефекта текущата дълбочина на проникване 3 е много по-малка от размера на увеличението и стопилката на метала. Следователно електромагнитната сила, действаща в стопилката, може да се разглежда като повърхностна сила и може да бъде изразена чрез тензор на магнитно напрежение (тензор на магнитно напрежение);

(2) Морфологичната промяна на „гърбицата” на стопилката не влияе върху разпределението на магнитните силови линии в стопилката;

(3) Ако това е разцепен меден охлюв, тъй като електромагнитното поле може да навлезе в стопилката само през пролуката между разцепените лобове, крайният ефект на електромагнитното поле е много малък. Следователно, електромагнитната индукция в разцепената мед се увеличава. Интензитетът се изчислява според интензитета на електромагнитната индукция вътре в безкрайния соленоид. Когато системата достигне равновесие, повърхностното напрежение на гърбицата, статичното налягане на стопилката и моментната средна еквивалентна електромагнитна повърхностна сила достигат равновесие.