Vârful bazinului topit al cuptor de topire prin inducție formează un principiu de lucru „cocoaș”.

În procesul de topire al cuptorului de topire cu inducție, odată ce materialul metalic este topit, topitura va forma o mișcare regulată sub acțiunea forței electromagnetice. Această mișcare începe din centrul bazinului topit și se deplasează la ambele capete ale bobinei. Deoarece metalul este constrâns de fundul cuptorului și de peretele cuptorului, mișcarea finală este întotdeauna în sus, formând o „cocoașă” în partea de sus a bazinului topit. Unele date folosesc raportul dintre înălțimea cocoașului și diametrul bazinului topit pentru a exprima puterea de agitare a bazinului topit. Aspectul „cocoașului” este prezentat în Figura 2-9.

Figura 2-9 Diagrama schematică a morfologiei „cocoașului” a topiturii în cuptorul de topire cu inducție

Cu toate acestea, pentru a exprima cu precizie forma „cocoașei” cuptorului de topire cu inducție și pentru a dezvălui comportamentul de curgere și deformare a metalului lichid sub acțiunea câmpului electromagnetic, este necesar să se rezolve ecuațiile Maxwell (cuplate cu Ohm). legea) pentru a obține forța electromagnetică. Forța electromagnetică este înlocuită în ecuația Navier-Stokes și în ecuația de continuitate ca forță de volum pentru a obține viteza curgerii și forma suprafeței libere. În același timp, atunci când forma suprafeței libere a topiturii se schimbă, aceasta va afecta în mod inevitabil distribuția câmpului electromagnetic în topitură și apoi va afecta forța electromagnetică care acționează în topitură, ceea ce va schimba forma suprafeței libere și distribuția vitezei. a topiturii. , Se poate observa că câmpul de curgere și câmpul electromagnetic sunt puternic cuplate.

Pentru a obține morfologia „cocoșei” topiturii în starea de echilibru și a simplifica procesul de calcul, se pot face următoarele ipoteze de bază pentru cuptorul de topire cu inducție:

(1) Datorită efectului de piele, adâncimea curentă de penetrare 3 este mult mai mică decât dimensiunea creșterii și a topiturii metalului. Prin urmare, forța electromagnetică care acționează în topitură poate fi privită ca o forță de suprafață și poate fi exprimată printr-un tensor de stres magnetic (tensor de stres magnetic);

(2) Modificarea morfologică a „cocoașei” topiturii nu afectează distribuția liniilor magnetice de forță în topitură;

(3) Dacă este un melc de cupru despicat, deoarece câmpul electromagnetic poate intra în topitură numai prin golul dintre lobii divizați, efectul final al câmpului electromagnetic este foarte mic. Prin urmare, inducția electromagnetică în cuprul divizat crește Intensitatea este calculată în funcție de intensitatea inducției electromagnetice din interiorul solenoidului infinit. Când sistemul ajunge la echilibru, tensiunea superficială pe cocoașă, presiunea statică a topiturii și forța electromagnetică echivalentă medie instantanee de suprafață ajung la echilibru.