根據(jù)Maxwell電磁學基本方程和混沌理論,結合有限元法,設計了一款新型基于直流勵磁的電磁攪拌裝置,建立了直流電磁攪拌裝置在工作時的多場耦合三維數(shù)值模型。采用ANSYS軟件對磁場和流場的分布形態(tài)特征進行了數(shù)值模擬分析。結果表明,在電磁攪拌時,交變磁場能夠形成周向電磁力,通過該力促使有色金屬熔體進行運動,發(fā)現(xiàn)熔體內(nèi)部的循環(huán)流以及槽壁附近剪切流是相互沖突的,這種現(xiàn)象為有色金屬和增強基相互碰撞、摩擦、混合創(chuàng)造了有利條件。 

【文章來源】：有色金屬工程. 2020年09期 北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

直流電磁攪拌裝置結構圖

考慮到所設計的結構和銅線圈的最大載流量在50A左右，為探究該類型攪拌器的穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的最大磁感應強度，選擇50A作為磁場分析條件。如圖3和圖4所示，可以看出，磁感線從右端線圈出發(fā)，在空間中形成了一個閉合的恒定磁場，基本上是沿x軸負方向分布，且沿x軸對稱分布。從圖5可以看出，軸向磁感應強度在攪拌槽內(nèi)呈現(xiàn)三維分布，在zoy面方向，磁感應強度在中央軸線處底部數(shù)值最大，沿y軸對稱分布，磁感應強度的最大值（0.147T）出現(xiàn)在熔體中部軸線附近，底部最大、到上部逐漸減小。磁感應強度在金屬熔體邊緣處的最大值位于h=1.25m的位置，從該點往上或往下的磁感應強度均減小。

以攪拌槽內(nèi)中心軸線底部（h=0.95 m）為起點，攪拌槽中心軸線頂部（h=1.5m）為終點，對不同電流情況下攪拌槽中的電流強度平均值進行計算，每間隔0.05m取一個測量點，然后將攪拌槽中央軸線處的磁場強度分布以坐標圖的形式整理，如圖6所示。從圖6可以看出，不同強度電流下金屬熔體中心電磁感應強度的變化趨勢趨于一致。磁感應強度與勵磁電流呈線性關系，電流強度每增加10A，中心磁感應強度B0相應增加約40mT。通過改變線圈中電流的大小能夠改變金屬熔體所受的磁感應強度的大小[16-18]，為后續(xù)計算流場和溫度場的情況做準備。

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：2957989