Верхня частина розплавленого басейну індукційна плавильна піч формує «горбовий» принцип роботи

У процесі плавки в індукційній плавильній печі після того, як металевий матеріал розплавиться, розплав утворить регулярний рух під дією електромагнітної сили. Цей рух починається з центру розплавленої ванни й рухається до обох кінців котушки. Оскільки метал стримується днищем печі та стінкою печі, остаточний рух завжди відбувається вгору, утворюючи «горб» у верхній частині розплавленої ванни. Деякі дані використовують відношення висоти горба до діаметра ванни розплаву, щоб виразити силу перемішування ванни розплаву. Зовнішній вигляд «горба» показаний на малюнку 2-9.

Рисунок 2-9 Схематична діаграма морфології «горба» розплаву в індукційній плавильній печі

Однак, щоб точно виразити форму «горба» індукційної плавильної печі, а також виявити течію і деформаційну поведінку рідкого металу під дією електромагнітного поля, необхідно вирішити рівняння Максвелла (в поєднанні з Омом). закон), щоб отримати електромагнітну силу. Електромагнітна сила підставляється в рівняння Нав’є-Стокса та рівняння нерозривності як об’ємну силу, щоб отримати швидкість потоку та форму вільної поверхні. У той же час, коли форма вільної поверхні розплаву змінюється, це неминуче вплине на розподіл електромагнітного поля в розплаві, а потім вплине на електромагнітну силу, що діє в розплаві, що змінить форму вільної поверхні та розподіл швидкості. розплаву. , Можна побачити, що поле потоку та електромагнітне поле сильно пов’язані.

Щоб отримати морфологію «горба» розплаву в рівноважному стані та спростити процес розрахунку, для індукційної плавильної печі можна зробити наступні основні припущення:

(1) Завдяки скін-ефекту поточна глибина проникнення 3 набагато менша за розмір збільшення та розплавлення металу. Тому електромагнітну силу, що діє в розплаві, можна розглядати як поверхневу силу і виражати тензором магнітних напружень (тензор магнітних напруг);

(2) Морфологічна зміна «горба» розплаву не впливає на розподіл магнітних силових ліній у розплаві;

(3) Якщо це розщеплений мідний равлик, оскільки електромагнітне поле може потрапити в розплав лише через зазор між розділеними пелюстками, кінцевий ефект електромагнітного поля дуже малий. Таким чином, електромагнітна індукція в розділеній міді збільшується. Інтенсивність розраховується відповідно до інтенсивності електромагнітної індукції всередині нескінченного соленоїда. Коли система досягає рівноваги, поверхневий натяг на горбі, статичний тиск розплаву та миттєва середня еквівалентна електромагнітна поверхнева сила досягають рівноваги.