Toppen av den smälta poolen av induktions smältugn bildar en “puckel” arbetsprincip

I smältningsprocessen av induktionssmältugnen, när metallmaterialet har smält, kommer smältan att bilda en regelbunden rörelse under inverkan av elektromagnetisk kraft. Denna rörelse börjar från mitten av den smälta poolen och rör sig till båda ändarna av spolen. Eftersom metallen begränsas av ugnsbotten och ugnsväggen, är den slutliga rörelsen alltid uppåt och bildar en “puckel” på toppen av den smälta poolen. Vissa data använder förhållandet mellan puckelns höjd och diametern på den smälta poolen för att uttrycka omrörningsstyrkan hos den smälta poolen. Utseendet på “puckeln” visas i figur 2-9.

Figur 2-9 Schematiskt diagram över “puckel”-morfologin hos smältan i induktionssmältugnen

Men för att exakt uttrycka formen på “puckeln” i induktionssmältugnen, och för att avslöja flödet och deformationsbeteendet hos flytande metall under inverkan av elektromagnetiska fält, är det nödvändigt att lösa Maxwells ekvationer (tillsammans med Ohms ekvationer). lag) för att erhålla den elektromagnetiska kraften. Den elektromagnetiska kraften av ersätts med Navier-Stokes ekvation och kontinuitetsekvation som volymkraft för att erhålla flödeshastigheten och den fria ytformen. Samtidigt, när den fria ytformen på smältan ändras, kommer det oundvikligen att påverka fördelningen av det elektromagnetiska fältet i smältan och sedan påverka den elektromagnetiska kraften som verkar i smältan, vilket kommer att ändra den fria ytformen och hastighetsfördelningen av smältan. , Det kan ses att flödesfältet och det elektromagnetiska fältet är starkt kopplade.

För att erhålla morfologin för smält-“puckeln” i jämviktstillståndet och förenkla beräkningsprocessen, kan följande grundläggande antaganden göras för induktionssmältugnen:

(1) På grund av hudeffekten är strömpenetrationsdjupet 3 mycket mindre än storleken på ökningen och metallsmältan. Därför kan den elektromagnetiska kraften som verkar i smältan betraktas som en ytkraft och kan uttryckas av en magnetisk spänningstensor (magnetisk spänningstensor);

(2) Den morfologiska förändringen av smält-“puckeln” påverkar inte fördelningen av magnetiska kraftlinjer i smältan;

(3) Om det är en delad kopparsnigel, eftersom det elektromagnetiska fältet endast kan komma in i smältan genom gapet mellan de delade loberna, är sluteffekten av det elektromagnetiska fältet mycket liten. Därför ökar den elektromagnetiska induktionen i den delade kopparn. Intensiteten beräknas enligt den elektromagnetiska induktionsintensiteten inuti den oändliga solenoiden. När systemet når jämvikt når ytspänningen på puckeln, smältans statiska tryck och den momentana genomsnittliga ekvivalenta elektromagnetiska ytkraften jämvikt.