Линейный индукционный насос с малым числом полюсов в режимах пространственной несимметрии

• Автор: Климов, Евгений Анатольевич
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 183 с. : ил.

1 Аналитический обзор литературных источников
1.1 Конструкции и методики моделирования электромагнитных процессов
1.2 Анализ условий эксплуатации
1.2.1 Структура процесса переработки вторичного алюминия
1.2.2 Линейный индукционный насос в системе циркуляции расплава алюминия с выносным резервуаром
1.3 Физическая постановка задачи, выбор методов и средств исследования
1.4 Выводы
2 Математическая модель ЛИН с малым числом полюсов в режимах пространственной несимметрии
2.1 Формирование систем уравнений математической модели
2.2 Допущения, принятые при разработке математической модели
2.3 Методы и алгоритмы решения уравнений математической модели
2.4 Компьютерная реализация моделирования электромагнитных процессов в ЛИН
2.5 Выводы
3 Моделирование электромагнитных процессов в основных режимах работы ЛИН
3.1 Исследование режима частичного заполнения рабочего канала
3.2 Исследование режима создания напора ЛИН с малым числом полюсов
3.3 Исследование влияния электромагнитной и пространственной несимметрии на рабочие показатели ЛИН и параметры питающей сети
3.4 Выводы
4 Экспериментальная проверка адекватности математической модели и разработка опытно-промышленного образца ЛИН
4.1 Экспериментальные исследования макетного образца
4.2 Разработка опытно-промышленного образца ЛИН
4.3 Выводы Заключение
Список использованной литературы

Приложение А. Базовая функция компьютерной программы моделирования ЛИН
Приложение Б. Примеры расчетной области в программном пакете для моделирования ЛИН
Приложение В. Чертежи разработанных образцов ЛИН Приложение Г. Общий вид экспериментального образца
Приложение Д. Копия акта промышленных испытаний экспериментального образца ЛИН
Е. Фотографии испытаний экспериментального образца ЛИН в условиях ЗАО «МЗВЦМ»
Ж. Справка о внедрении результатов диссертационной работы
К. Копия диплома инновационного форума
Приложение
Приложение
Приложение

Линейные индукционные насосы (ЛИН), выполняющие функцию перемещения металла в состоянии расплава, обеспечивают в настоящее время работоспособность большого числа технологических установок металлургической промышленности. Применение данного типа устройств обусловлено их главным достоинством - отсутствием элементов механически воздействующих на расплав, что в значительной степени повышает их надежность и долговечность. Использование индукционных насосов позволяет обеспечивать герметичность гидравлических трактов и широкий диапазон значений производительности.
Важную роль играет ЛИН в технологии производства вторичных алюминиевых сплавов в связи с внедрением ресурсосберегающих технологий, одним из путей реализации которых, является применение в дополнение к стационарным отражательным печам систем циркуляции расплава с выносным резервуаром. Использование данных систем обеспечивает, во-первых, уменьшение угара сыпучего лома путем загрузки его в зоне отсутствия факела; во-вторых, повышение качества выходного сплава за счет гомогенизации расплава в ванне печи. Главной составной частью данной системы является ЛИН, обеспечивающий циркуляцию расплава алюминия между камерой печи и выносным резервуаром.
Отличительной особенностью использования ЛИН в этом случае является существование этапов работы, на которых требуется обязательное перемещение расплава алюминия при частичном проникновении расплава в рабочий канал насоса. Данное расположение расплава, являющегося для насоса вторичной частью, формирует режим работы ЛИН с пространственной не-симметрией. В рассматриваемом в диссертационной работе типе систем циркуляции соединительные каналы и внешний резервуар являются неотапливаемыми. В этом случае организация перемещения расплава при выходе его
ляющая большие требования к разработчику, но позволяющая формировать более гибкий и «подконтрольный» код.
Исследования ЛИН предполагают комплексный подход, включающий теоретический и экспериментальные этапы. В фундаментальных работах выполнены экспериментальные исследования большинства типов и конфигураций индукционных насосов в электротехнических и гидродинамических аспектах. Проведены многоплоскостные измерения индукции магнитного поля, измерения электромагнитных сил и исследована динамика вторичной части.
В рамках данной диссертационной работы выполнение экспериментального этапа обусловлено необходимостью проверки адекватности разрабатываемой математической модели. При этом главной задачей является постановка эксперимента с пространственной несимметрией вторичной цасти. Ранее проводимые исследования поведения вторичной части сформировали два основных подхода к построению лабораторных моделей МГД насосов:
а) замена высокотемпературных расплавов легкоплавкими с подобными электрическими свойствами;
б) замена расплава твердометаллическим телом.
Согласно [6] модели второй категории позволяют с достаточной степе- . ныо точности проводить измерения составляющих электромагнитного усилия, действующего на вторичную часть. При этом на процессы в первичной части основное влияние оказывает конфигурация проводящего тела, что позволяет получить результаты для фазных токов индуктора. Для исследования динамики поведения расплава в диссертационной работе были выбраны средства цифровой видеосъемки, позволяющие при современном уровне техники получить информацию о перемещении вторичной части с дискретностью 0,01 с.