Erimiş havuzun üst kısmı indüksiyon eritme fırını bir “kambur” çalışma prensibi oluşturur

İndüksiyon eritme fırınının eritme işleminde, metal malzeme eritildikten sonra, eriyik elektromanyetik kuvvetin etkisi altında düzenli bir hareket oluşturacaktır. Bu hareket, erimiş havuzun merkezinden başlar ve bobinin her iki ucuna doğru hareket eder. Metal, fırın tabanı ve fırın duvarı tarafından sınırlandırıldığından, nihai hareket her zaman yukarı doğru olup, erimiş havuzun tepesinde bir “tümsek” oluşturur. Bazı veriler, erimiş havuzun karıştırma gücünü ifade etmek için tümseğin yüksekliğinin erimiş havuzun çapına oranını kullanır. “Kambur”un görünümü Şekil 2-9’da gösterilmektedir.

Şekil 2-9 İndüksiyonlu ergitme fırınındaki eriyiğin “kambur” morfolojisinin şematik diyagramı

Bununla birlikte, indüksiyonlu eritme fırınının “kamburunun” şeklini doğru bir şekilde ifade etmek ve elektromanyetik alan etkisi altında sıvı metalin akış ve deformasyon davranışını ortaya çıkarmak için Maxwell denklemlerini (Ohm’s ile birleştirilmiş) çözmek gerekir. yasa) elektromanyetik kuvveti elde etmek için. Akış hızını ve serbest yüzey şeklini elde etmek için elektromanyetik kuvvet Navier-Stokes denklemi ve süreklilik denkleminde hacim kuvveti olarak ikame edilir. Aynı zamanda, eriyiğin serbest yüzey şekli değiştiğinde, kaçınılmaz olarak eriyik içindeki elektromanyetik alanın dağılımını etkileyecek ve daha sonra eriyikte hareket eden elektromanyetik kuvveti etkileyecek ve bu da serbest yüzey şeklini ve hız dağılımını değiştirecektir. eriyikten. , Akış alanı ve elektromanyetik alanın yüksek oranda eşleştiği görülebilir.

Denge durumunda eriyik “tümsek” morfolojisini elde etmek ve hesaplama sürecini basitleştirmek için indüksiyon eritme fırını için aşağıdaki temel varsayımlar yapılabilir:

(1) Cilt etkisi nedeniyle, mevcut penetrasyon derinliği 3, artış ve metal eriyiğinin boyutundan çok daha küçüktür. Bu nedenle, eriyikte etki eden elektromanyetik kuvvet bir yüzey kuvveti olarak kabul edilebilir ve bir manyetik stres tensörü (manyetik stres tensörü) ile ifade edilebilir;

(2) Eriyik “kamburunun” morfolojik değişimi, eriyik içindeki manyetik kuvvet çizgilerinin dağılımını etkilemez;

(3) Bölünmüş bir bakır salyangoz ise, elektromanyetik alan eriyiğe yalnızca bölünmüş loblar arasındaki boşluktan girebildiğinden, elektromanyetik alanın nihai etkisi çok küçüktür. Bu nedenle, bölünmüş bakırdaki elektromanyetik indüksiyon artışı Yoğunluk, sonsuz solenoid içindeki elektromanyetik indüksiyon yoğunluğuna göre hesaplanır. Sistem dengeye ulaştığında tümsek üzerindeki yüzey gerilimi, eriyiğin statik basıncı ve anlık ortalama eşdeğer elektromanyetik yüzey kuvveti dengeye ulaşır.