Магнитогидродинамический перемешиватель алюминиевых расплавов в миксере сопротивления

• Автор: Павлов, Евгений Александрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 163 с.

1 МИКСЕР СОПРОТИВЛЕНИЯ С МГД-ПЕРЕМЕШИВАТЕЛЕМ
1.1 Общие сведения
1.1.1 Миксеры сопротивления алюминиевых сплавов
1.1.2 Магнитогидродинамические перемешиватели алюминиевых сплавов
1.2 Краткий обзор комплексов программ и численных методов
1.2.1 Обзор комплексов программ
1.2.2 Краткий обзор численных методов
1.3 Выводы по разделу
2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МГД-ПЕРЕМЕШИВАТЕЛЯ
В МИКСЕРЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
2.1 Постановка задачи и основные допущения
2.2 Математическая модель для анализа электромагнитного поля
2.3 Математическая модель для анализа термогидродинамического поля
2.4 Выводы по разделу
3 ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ПРОЦЕДУРА РАСЧЕТА И АНАЛИЗ
РЕЗУЛЬТАТОВ ЧИСЛЕННОГО ЭКСПЕРИМЕТА
3.1 Вычислительная модель процесса МГД-перемешивания
3.2 Анализ интегральных и дифференциальных характеристик электромагнитного поля в системе «индуктор-расплав»

3.3 Анализ интегральных и дифференциальных характеристик термогидродинамического поля в миксере сопротивления
3.4 Выводы по разделу
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МГД-ПЕРЕМЕШИВАНИЯ НА ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МИКСЕРА СОПРОТИВЛЕНИЯ И ПРОМЫШЛЕННОМ АГРЕГАТЕ
4.1 Общие замечания
4.2 Физическая модель миксера сопротивления с МГД-перемеши-вателем
4.3 Система для определения скоростей в расплаве
4.4 Измерение температур в расплаве модели
4.5 Определение электрических характеристик МГД-перемешивателя
4.6 Измерение скоростей на промышленном агрегате
4.7 Выводы по разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

СОКРАЩЕНИЯ:
МГДП - магнитогидродинамический перемешиватель;
ЛИМ-линейная индукционная машина;
ЛПА - литейно-плавильный агрегат;
ЭМП- электромагнитное поле;
СДУ - система дифференциальных уравнений;
СЛА У - система линейных алгебраических уравнений;
CAE - computer-aided engineering (система ускорения инженерных расчетов); CFD - computational fluid dynamics (вычислительная гидродинамика);
АЦП - аналогово-цифровой преобразователь;
ГДСК- глобальная декартова система координат;
ЛЦСК - локальная цилиндрическая система координат;
МКЭ - метод конечных элементов;
МКР - метод конечных разностей;
МКО - метод контрольных объемов.
ОБОЗНАЧЕНИЯ:
Во - число Больцмана; р- плотность, [кг/м3];
V- скорость, [м/с];
ср - теплоемкость воздуха [Дж/(кг-°К)]; о - постоянная Стефана-Больцмана, о = 5,67-10‘8;
Т- температура, [°К];
Bip - число Био радиационное;
Рг - число Прандля;
L - характерный размер, [.м];
Я - коэффициент теплопроводности, [Вт/(м2-°К)]; г] - динамическая вязкость, [Па-с];

1.3 Выводы по разделу
1. В настоящее время в алюминиевой промышленности наиболее перспективными ЛПА для приготовления алюминиевых сплавов являются агрегаты, состоящие из поворотного миксера сопротивления с МГДП на основе односторонней ЛИМ.
2. Из анализа конструктивных особенностей миксера сопротивления, МГДП и оценки протекающих в них процессов следует, что для определения их характеристик при МГД-перемешивании необходимо использование трехмерных численных моделей включающих учет электромагнитного, теплового и гидродинамического полей.
3. Построение математических моделей и создание вычислительной процедуры анализа совокупности процессов протекающих при МГД-перемешивании наиболее целесообразно осуществить с использованием существующих программ Апяуя Етщ и Апяуя СРХ и дополнением их функционала путем разработки алгоритма и программы, обеспечивающих расчет интегральных и дифференциальных характеристик в системе «миксер сопротивления - МГДП» в процессе МГД-перемешивания.