根據(jù)Maxwell電磁學(xué)基本方程和混沌理論,結(jié)合有限元法,設(shè)計(jì)了一款新型基于直流勵(lì)磁的電磁攪拌裝置,建立了直流電磁攪拌裝置在工作時(shí)的多場(chǎng)耦合三維數(shù)值模型。采用ANSYS軟件對(duì)磁場(chǎng)和流場(chǎng)的分布形態(tài)特征進(jìn)行了數(shù)值模擬分析。結(jié)果表明,在電磁攪拌時(shí),交變磁場(chǎng)能夠形成周向電磁力,通過(guò)該力促使有色金屬熔體進(jìn)行運(yùn)動(dòng),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(qiáng)基相互碰撞、摩擦、混合創(chuàng)造了有利條件。 

【文章來(lái)源】：有色金屬工程. 2020年09期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

直流電磁攪拌裝置結(jié)構(gòu)圖

考慮到所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和銅線圈的最大載流量在50A左右，為探究該類(lèi)型攪拌器的穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度，選擇50A作為磁場(chǎng)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(gè)閉合的恒定磁場(chǎng)，基本上是沿x軸負(fù)方向分布，且沿x軸對(duì)稱(chēng)分布。從圖5可以看出，軸向磁感應(yīng)強(qiáng)度在攪拌槽內(nèi)呈現(xiàn)三維分布，在zoy面方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度在中央軸線處底部數(shù)值最大，沿y軸對(duì)稱(chēng)分布，磁感應(yīng)強(qiáng)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(yīng)強(qiáng)度在金屬熔體邊緣處的最大值位于h=1.25m的位置，從該點(diǎn)往上或往下的磁感應(yīng)強(qiáng)度均減小。

以攪拌槽內(nèi)中心軸線底部（h=0.95 m）為起點(diǎn)，攪拌槽中心軸線頂部（h=1.5m）為終點(diǎn)，對(duì)不同電流情況下攪拌槽中的電流強(qiáng)度平均值進(jìn)行計(jì)算，每間隔0.05m取一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，然后將攪拌槽中央軸線處的磁場(chǎng)強(qiáng)度分布以坐標(biāo)圖的形式整理，如圖6所示。從圖6可以看出，不同強(qiáng)度電流下金屬熔體中心電磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化趨勢(shì)趨于一致。磁感應(yīng)強(qiáng)度與勵(lì)磁電流呈線性關(guān)系，電流強(qiáng)度每增加10A，中心磁感應(yīng)強(qiáng)度B0相應(yīng)增加約40mT。通過(guò)改變線圈中電流的大小能夠改變金屬熔體所受的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小[16-18]，為后續(xù)計(jì)算流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的情況做準(zhǔn)備。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：2957989