Wierzchołek roztopionego basenu piec do topienia indukcyjnego tworzy zasadę działania „garbu”

W procesie topienia indukcyjnego pieca do topienia, po stopieniu materiału metalowego, stop będzie tworzył regularny ruch pod działaniem siły elektromagnetycznej. Ten ruch rozpoczyna się od środka roztopionego basenu i przesuwa się na oba końce zwoju. Ponieważ metal jest ograniczony dnem pieca i ścianą pieca, końcowy ruch jest zawsze skierowany do góry, tworząc „garb” na górze roztopionego jeziorka. Niektóre dane wykorzystują stosunek wysokości garbu do średnicy jeziorka stopionego, aby wyrazić siłę mieszania jeziorka stopionego. Wygląd „garbu” pokazano na rysunku 2-9.

Rysunek 2-9 Schematyczny diagram morfologii „garbu” wytopu w indukcyjnym piecu do topienia

Jednak w celu dokładnego oddania kształtu „garbu” indukcyjnego pieca do topienia oraz ujawnienia zachowania się płynnego metalu pod wpływem pola elektromagnetycznego w zakresie przepływu i deformacji, konieczne jest rozwiązanie równań Maxwella (sprzężonych z równaniami Ohma). prawa) w celu uzyskania siły elektromagnetycznej. Siła elektromagnetyczna jest podstawiona do równania Naviera-Stokesa i równania ciągłości jako siła objętościowa w celu uzyskania prędkości przepływu i kształtu swobodnej powierzchni. Jednocześnie, gdy zmienia się kształt swobodnej powierzchni stopu, nieuchronnie wpłynie to na rozkład pola elektromagnetycznego w stopie, a następnie wpłynie na siłę elektromagnetyczną działającą w stopie, co zmieni kształt swobodnej powierzchni i rozkład prędkości stopu. Widać, że pole przepływu i pole elektromagnetyczne są silnie sprzężone.

W celu uzyskania morfologii „garbu” wytopu w stanie równowagi i uproszczenia procesu obliczeniowego można przyjąć następujące podstawowe założenia dla pieca indukcyjnego do topienia:

(1) Ze względu na efekt naskórkowości bieżąca głębokość penetracji 3 jest znacznie mniejsza niż wielkość przyrostu i stopionego metalu. Dlatego siłę elektromagnetyczną działającą w stopie można uznać za siłę powierzchniową i można ją wyrazić za pomocą tensora naprężenia magnetycznego (tensora naprężenia magnetycznego);

(2) Zmiana morfologiczna „garbu” wytopu nie wpływa na rozkład linii sił magnetycznych w wytopie;

(3) Jeśli jest to dzielony ślimak miedziany, ponieważ pole elektromagnetyczne może wejść do stopu tylko przez szczelinę między podzielonymi płatami, efekt końcowy pola elektromagnetycznego jest bardzo mały. Dlatego indukcja elektromagnetyczna w rozszczepionym miedzi wzrasta Intensywność jest obliczana zgodnie z intensywnością indukcji elektromagnetycznej wewnątrz nieskończonego solenoidu. Kiedy układ osiągnie równowagę, napięcie powierzchniowe na garbie, ciśnienie statyczne stopu i chwilowa średnia równoważna elektromagnetyczna siła powierzchniowa osiągają równowagę.